航空发动机叶片冷却孔电解加工基础试验及CFD分析

发布时间：2017-11-10 15:02

  本文关键词：航空发动机叶片冷却孔电解加工基础试验及CFD分析

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【摘要】：电解加工是指利用金属在电解液中可以发生阳极溶解反应的原理,将工件加工成形。由于电解加工技术具有工具无损耗、加工材料范围广、加工后零件表面无变形和热再铸层等优点,成为航空航天、兵器制造等国防工业生产中的关键技术之一。本文在独立设计研制的电解加工机床的基础上,结合研究人员多年以来在电解加工技术领域的研究工作以及国内外电解加工技术的最新研究进展,重点在以下几个方面进行了相关研究:1、阐述了航空发动机叶片冷却孔的重要性及其加工面临的问题,分析了现有冷却孔加工方法的优缺点,概述了电解加工冷却孔的发展现状。同时介绍了管电极电解加工冷却孔的基本原理、法拉第定律、电极/溶液界面双层理论和电极反应过程等电解加工中常见的基础理论。2、依据电解加工的基本原理,根据管电极电解加工的特点,独立设计研制了一台航空发动机叶片冷却孔电解加工机床,包括机床进给系统、电解液循环过滤系统、基于PC运动平台的控制系统和过程监测系统四个主要部分,能够满足冷却孔加工实验的要求。3、分析了管电极电解加工过程中稳定性的变化规律,确定了加工电压、电解液成分、电解液浓度和工具电极进给速度等工艺参数对冷却孔加工过程稳定性的影响规律。通过进行多组交叉实验,对实验结果进行检测对比分析,最终得出本实验最优的工艺参数:加工电压为10V,Na NO3电解液浓度为10%,工具电极进给速度为7μm/s。4、以实验数据为依据,利用计算流体动力学C FD分析三维流场内电解液流体速度场及涡流分布状态,定性研究了电解液速度场、涡流分布状态和加工过程稳定性、加工效率、表面缺陷间的基本关系,可为管电极电解加工航空零部件孔结构提供更有效的工艺分析与设计手段。
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V263

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本文编号：1167123