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飞秒激光烧蚀模型与面齿轮形貌特征研究
2025年
飞秒激光加工成为当今研究复杂齿轮制造的新方向。本文通过面齿轮齿面网格划分方法,利用齿面三维模型测量计算每个节点处的激光入射角θ,建立飞秒激光加工齿面材料18Cr2Ni4WA的反射率、能量密度分布等烧蚀模型,研究椭圆形烧蚀光斑面积、烧蚀区面积,以及烧蚀凹坑深度等齿面形貌特征。通过模型仿真和实验结果分析表明,烧蚀光斑面积随θ的增大先缓慢增加,后快速增加;烧蚀区面积随激光功率P的增加而增加,随θ的增大,先慢速减小而后呈指数函数形式加速减小;烧蚀凹坑深度随着P的增加而增加,随θ增大而呈现近似线性降低。θ对齿面质量的影响程度要大于P,较小的θ,以及P为4.9 W左右时齿面形貌较好,为提高面齿轮加工质量提供了技术支撑。
明兴祖明兴祖杨向东伍昆军樊滨瑞刘金华周旭
关键词:面齿轮网格划分激光参数飞秒激光烧蚀
基于热化学烧蚀模型的身管寿命等效折算系数研究被引量:1
2024年
针对当前等效全装药(Equivalent Full Charge,EFC)折算系数的国家军用标准预测值与实际测试结果差距较大的问题,基于热-化学烧蚀模型,研究不同工况下射击发数与EFC射击发数间的折算系数计算方法。射击一定发数后,假设身管内壁白层厚度及成分随射击发数呈周期性变化,由质量扩散定律建立膛线起始部热-化学烧蚀量与火药燃气侵蚀性、内膛表面瞬态温度的关系。通过经典内弹道模型获得弹后空间火药燃气平均温度及内壁面强制对流换热系数,在考虑后效期高温燃气影响的基础上,建立身管内壁瞬态温度计算模型。以对内弹道过程有重要影响的射速、药量和药温为重点,计算不同射速、不同药号和不同药温下的身管内壁烧蚀量,并据此获得不同工况下的折算系数。研究发现,射速越快,装药质量越大,装药初始温度越高,单发射击造成的身管烧蚀越严重,其对应的EFC折算系数越大,其中强装药的EFC折算系数可达2.131。以某型155 mm火炮身管实弹射击数据为例,验证了新模型的合理性。
李延泽钱林方付佳维陈龙淼
关键词:身管寿命热化学烧蚀
热防护材料烧蚀模型的研究进展
2024年
对国内外热防护材料烧蚀模型的研究进展进行了综述。首先介绍了非涂层类和涂层类材料的热化学烧蚀模型,然后阐述了发动机内防护材料受颗粒和气流侵蚀的模型,最后讨论了飞行器外防护材料的机械剥蚀模型。分析表明:热化学烧蚀模型主要基于体烧蚀和表面烧蚀守恒方程,但现有表面烧蚀方程中缺乏对气流侵蚀和机械剥蚀的描述,体烧蚀方程中也未能体现炭层的多孔介质特性;颗粒和气流侵蚀模型中,一般将临界孔隙度作为炭层破坏的判据,建立表面剪切应力和孔隙率的经验关系式;机械剥蚀模型中,普遍将现象与侵蚀机制结合,未考虑材料内部性能演变和破坏机制。未来有必要重视飞行器外防护涂层材料的研究,建立更为精准的气流侵蚀、力学剥蚀模型,并与热化学烧蚀模型耦合。
卞晨杰孙得川杜礼明
关键词:飞行器热防护材料烧蚀模型
飞秒激光烧蚀模型与面齿轮齿面影响研究
2024年
飞秒激光精修齿面成为复杂齿轮加工的一种新方法。采用网格划分方法将面齿轮齿面划分为5×9的网格点,利用齿面理论三维模型测量每个节点的飞秒激光入射角;通过分析作用在齿面上的激光能量密度分布,确定齿面飞秒激光入射角与离焦量的定量关系,建立齿面飞秒激光烧蚀模型,仿真分析得到烧蚀凹坑深度与激光入射角的变化规律。通过实验得出仿真齿面与烧蚀后实验齿面的烧蚀凹坑深度最大相对误差为6.53%,误差在合理范围内,说明飞秒激光烧蚀模型可行,为面齿轮材料18Cr2Ni4WA的齿面飞秒激光精修提供了技术基础。
李湾明兴祖明兴祖杨向东陈伟全姚千里
关键词:烧蚀模型面齿轮网格划分
考虑等离子体屏蔽的TC21减阻沟槽激光烧蚀模型研究
2024年
仿生肋骨沟槽表面在航空航天方面具有广泛的减阻应用。为得到低成本、高精度的减阻微沟槽,建立了激光烧蚀TC21钛合金数值模型探究其表面形貌演化规律,模型中考虑激光诱发等离子体屏蔽效应对烧蚀区域的影响并以校正激光能量分布,通过数值模拟结果辅助激光加工。随后,调整激光参数制备不同减阻样片,在密闭通道中测试不同样片的减阻效果。结果表明:考虑等离子体屏蔽效应的二维/三维模型精度得到显著提升,并且所制备的TC21样片最大减阻率可达8.7%,研究结果在激光微纳制造中具有重要的工程价值。
高健刘青川范蕊吴天赐张力王涛
关键词:激光烧蚀数值模拟
基于π定理的HfTaC力热化耦合烧蚀模型与机理研究
谷凯凯
基于双区域的固体火箭发动机C/C喉衬烧蚀模型及其数值计算研究
陈官能
气体火花开关电极烧蚀模型及实验研究
气体火花开关是脉冲功率驱动源常用的基础器件,具有功率水平高、造价低和易维护等优点,在高功率微波、闪光照相和Z箍缩等国防技术和高新技术领域有重要应用。作为脉冲驱动源的核心器件,开关往往对系统性能有决定性影响。开关放电过程中...
宋英杰
关键词:气体火花开关表面粗糙度
一种用于高超声速风洞试验的低温烧蚀模型制作装置
一种用于高超声速风洞试验的低温烧蚀模型制作装置,涉及高超声速风洞试验领域;包括模具右段、模具左段、低温烧蚀层、钢芯和推杆;模具右段和模具左段对接组成整体模具框架;低温烧蚀层填充在整体模具框架内;推杆轴向竖直固定安装在钢芯...
叶瑞刘训华姜维刘荣建张婷婷潘俊杰
考虑炭化绝热材料膨胀现象的体烧蚀模型
2018年
针对炭化层厚度大于绝热材料损耗厚度的实验现象,建立了考虑膨胀现象的双区体烧蚀模型。认为膨胀是在热解过程中产生的,且炭化层的生成速率是基体推移速率的2倍。在每一个时间步长根据当地温度与绝热材料热解温度的关系判断炭化层与基体的交界面位置,进行网格重新划分及数据交换耦合计算。结果表明,利用双区体烧蚀模型计算得到的烧蚀率和炭化层孔隙结构与烧蚀实验发动机实验结果相吻合,证明了文中模型能够基本反映EPDM类绝热材料的烧蚀特性。
王书贤徐义华
关键词:EPDM绝热材料孔隙结构

相关作者

李江
作品数:253被引量:637H指数:14
供职机构:西北工业大学
研究主题:固体火箭发动机 烧蚀 绝热层 火箭发动机 数值模拟
何国强
作品数:594被引量:1,521H指数:19
供职机构:西北工业大学
研究主题:RBCC 固体火箭发动机 数值模拟 火箭基组合循环 火箭发动机
杨飒
作品数:14被引量:77H指数:5
供职机构:西北工业大学
研究主题:固体火箭发动机 烧蚀 EPDM绝热材料 烧蚀模型 三元乙丙
何洪庆
作品数:135被引量:567H指数:12
供职机构:西北工业大学
研究主题:火箭发动机 喷管 微波等离子推力器 固体火箭发动机 烧蚀
王书贤
作品数:22被引量:61H指数:6
供职机构:西北工业大学
研究主题:烧蚀 EPDM绝热材料 炭化层 固体火箭发动机 固冲发动机