[發(fā)明專利]一種液氮低溫車削刀具溫度場(chǎng)建模方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910183998.6
• 申請(qǐng)日: 2019-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN109918800B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉二亮;安文昭;鄧爽;魏旭東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種液氮低溫車削刀具溫度場(chǎng)建模方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟一

分析液氮低溫冷卻流體物理模型，建立刀具表面對(duì)流傳熱系數(shù)的數(shù)學(xué)模型；對(duì)液氮噴射過程刀具表面附近的流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析，定義流動(dòng)邊界層和熱邊界層，建立特征數(shù)方程式并確定量綱，通過對(duì)對(duì)流傳熱系數(shù)影響因素的分析，建立并求解守恒方程，得出考慮氣、液相比例之后的刀具對(duì)流傳熱系數(shù)h的加權(quán)表達(dá)式：

式中，η_i—權(quán)重因子，可由液氮噴射過程氣、液相比例確定；h_i—不同狀態(tài)下氮相對(duì)流傳熱系數(shù)；

步驟二

選取刀具材料和工件材料進(jìn)行液氮板材噴射實(shí)驗(yàn)，獲取液氮冷卻實(shí)驗(yàn)溫度數(shù)據(jù)；

步驟三

采用CFD模型進(jìn)行液氮冷卻流體仿真，獲取液氮冷卻仿真溫度數(shù)據(jù)；

步驟四

對(duì)比液氮冷卻實(shí)驗(yàn)溫度數(shù)據(jù)和仿真溫度數(shù)據(jù)，調(diào)整CFD模型中流體氣、液相比例，使仿真值與實(shí)驗(yàn)值一致，確定對(duì)流傳熱系數(shù)；

步驟五

利用所得對(duì)流傳熱系數(shù)進(jìn)行液氮低溫車削刀具溫度場(chǎng)有限元仿真并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液氮低溫車削刀具溫度場(chǎng)建模方法，其特征在于通過液氮噴射實(shí)驗(yàn)和CFD模型相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)建模方法，確定液氮噴射過程氣、液相比例，最終確定刀具表面對(duì)流傳熱系數(shù)h值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液氮低溫車削刀具溫度場(chǎng)建模方法，其特征在于利用所得對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)液氮低溫冷卻切削溫度進(jìn)行有限元仿真，同時(shí)進(jìn)行液氮低溫切削實(shí)驗(yàn)并測(cè)量切削溫度，進(jìn)行對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)液氮低溫車削刀具溫度場(chǎng)建模仿真結(jié)果的驗(yàn)證。