不同类型的陶瓷喷嘴材料磨损行为存在的差异
不同类型的陶瓷喷嘴 材料在冲蚀磨损过程中其磨损行为存在较大的差异,这归结于材料的结构特征;同一材料在不同外部冲蚀条件下其磨损行为同样存在着差异,这归结于冲蚀条件对冲蚀行为的影响。以往对金属等延性材料的磨损研究较多,而对脆性材料的冲蚀机理仍停留在用弹塑性力学理论的研究基础上进行。从 Finnie关于冲蚀磨损的微切削机理提出以后,人们又
日本阿波织机陶瓷喷嘴厂家
不同类型的陶瓷喷嘴材料磨损行为存在的差异
不同类型的陶瓷喷嘴 材料在冲蚀磨损过程中其磨损行为存在较大的差异,这归结于材料的结构特征;同一材料在不同外部冲蚀条件下其磨损行为同样存在着差异,这归结于冲蚀条件对冲蚀行为的影响。以往对金属等延性材料的磨损研究较多,而对脆性材料的冲蚀机理仍停留在用弹塑性力学理论的研究基础上进行。从 Finnie关于冲蚀磨损的微切削机理提出以后,人们又陆续提出了一些其他机理,如疲劳磨损机理、薄片剥落机理、二次冲蚀机理、绝热剪切变形局部化机理和脆性断裂机理等。在使用过程中,喷嘴材料如果与所喷材料发生了反应而损坏,那么就要更换成与所喷材料适用的产品。基于这些机理建立的脆性材料冲蚀磨损模型这些模型是在不同的假设前提下建立起来的,使得模型的应用存在一定的局限性,其缺陷在于:
1)冲蚀磨料颗粒并非是一种球型,在冲蚀时颗粒同时也要受到被冲蚀材料的反作用而变形或破碎。同时,这些模型未考虑到颗粒与被冲蚀材料之间的相互影响。
2) Evans冲蚀磨损理论认为,不论颗粒冲击能量的大小,冲击点局部的磨损机制皆为横向断裂机制所控制,因而导致公式中冲蚀速度因子比实际偏高(n=3.17)。相反,Ruf 和 Wiederhorn等的冲蚀磨损模型假设中认为冲击动能完全由材料的塑性变形所吸收,因而在公式中表现出了冲蚀速度因子偏小(n=2.4)。依据前述喷砂工作原理,陶瓷喷嘴在工作过程中,磨料颗粒对其入口端面和内壁都具有冲蚀作用。
B4C/(w,Ti)C陶瓷喷嘴冲蚀过程中的应力分析
合适的喷嘴形状,对提高陶瓷喷嘴寿命和喷效率至关重要。本研究对不同入口锥角的陶瓷喷嘴进行了应力有限元分析,对于B4C 、B4C/(W,Ti)C和Al2O3/(W,Ti)C 陶瓷喷嘴而言,有限元应力分析的方法是一致的, 包括网格划分、边界条件的设定。通过分析发现,三种陶瓷喷嘴的应力分布图(包括1大和1小应力出现的区域 )基本一致。将工业喷嘴拆至测试机台上实测,再与新品或目录对照,是否与新品差异较大。因此, 下面仅以三种不同入口锥角的B4C/(W,Ti)C陶瓷喷嘴为例进行详细介绍,分别为圆柱形直孔喷嘴、15°入口锥角喷嘴和 30°人口锥角喷嘴。
陶瓷喷嘴冲蚀过程中应力的有限元分析
陶瓷材料的冲蚀磨损机理一直是许多学者研究的课题。材料的破坏,归根结底取决于其所受的应力状态。为研究陶瓷喷嘴的冲蚀磨损机理,对喷嘴在磨料颗粒冲蚀作用下的应力状态进行有限元分析。
要建立有限元分析模型,首先要确定合适的单元类型。依据陶瓷喷嘴在工作时的受力状态,为了获得比较高的计算精度,本研究采用三维实体单元进行离散分网。在工作过程中内部脱落,然后流量增加的话,可以考虑更换新的喷嘴。将实体模型离散成若干个形状简单的单元 , 然后进行应力分析,利用平衡条件和连续条件,后将各个单元拼装成整体结构。
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