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  • 番禺路灯车出租, 路灯车出租, 番禺路灯车租赁    路灯车的液压伺服阀冲蚀机理的研究
    新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2023-05-284    文字:【】【】【

         番禺路灯车出租, 路灯车出租, 番禺路灯车租赁    路灯车的液压伺服阀冲蚀机理的研究    液压伺服滑阀工作时阀芯经常在零位附近移动,阀口开度很小,阀口压差大,液流速度高,固体颗粒的冲蚀作用非常显著。工程实际经常发生滑阀工作边“崩边”现象,造成伺服阀内泄增大等性能退化,严重影响液压伺服系统及装备的使用寿命和可靠性。液压伺服阀冲蚀问题的本质是油液中固体颗粒对材料表面的冲击损伤,因此,从材料冲蚀微观过程开展的冲蚀理论研究和结合伺服阀具体结构开展冲蚀机制的研究是液压伺服阀冲蚀机理研究的重要内容。

     

       (1)塑性材料冲蚀理论的研究   研究冲蚀产生机理,对材料及设备的延寿和可靠性的提高具有重要的工程应用价值。在材料的冲蚀理论方面,国内外有关专家学者进行了大量的探索与研究,其中微切削理论、变形磨损理论和锻压挤压理论等是塑性材料冲蚀理论方面的经典理论。

     

       1)微切削理论 塑性材料的微切削理论认为在颗粒冲击靶材表面时,犹如微型刀具切除表面材料进而产生磨损,模型中假设具有速度 v、入射角 α、质量为 m的多角形颗粒冲击到靶材的表面,建立材料的冲蚀磨损量 E 与颗粒入射角α关系式为: E=Kmv2pf(α) . f(α)={sin2α-3sin2αα≤18.5°cos2α3α>18.5:p为靶材流动应力,K为冲蚀磨损常数,实验验证微切削模型较好地揭示塑性材料在低冲击角下多角形颗粒的冲蚀过程,而对脆性材料、近球形颗粒、大入射角的冲蚀磨损存在显著的误差。颗粒冲击速度与材料磨损量之间的幂次方关系为 2.2~2.4。该理论明确指出入射角是影响冲蚀率的主要因素之一。目前,微切削理论在工程实际中应用广泛。后来 Ben-Ami Y 将微切削细分成犁沟型和裂缝型两种模式。 

       

         2)变形磨损理论   1963年,变形磨损理论由 Bitter J提出,该理论相比于微切削模型能更好地刻画角度对塑性材料磨损量的影响规律。该理论认为:较小入射角度时切削作用产生磨损;较大入射角度时变形挤压产生磨损;材料总冲蚀磨损是切削作用变形挤压共同作用的结果。颗粒持续反复冲击导致靶材加工硬化,颗粒冲击靶材的应力 σ 小于屈服强度σs时,靶材发生弹性变形;而当σ>σs时,靶材产生裂纹,通过对冲蚀磨损中颗粒入射和反射过程的能量分析,获得切削磨损量WC、变形磨损量WD与冲蚀磨粒的质量M,颗粒速度 v, 入射角α,变形磨损系数ε和切削磨损系数Q 之间的代数关系,总冲蚀磨损量为切削磨损量与变形磨损量之和。C={D= (v sinα-K)22ε C1=2C(v sinα-K)2(v sinα)12(v sinα-C(v sinα-K)2(v sinα)12)    (α α0)C2= 2*v2cos2α-K1(v sinα-K)32+ (α≤α0)(1.3) 式中:α0为WC1 =WC2 时的入射角,C、K、K1 均为常数。该理论已经通过单颗粒冲蚀实验的验证,合理解释了塑性材料的冲蚀过程,但有待于物理模型的支撑。

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         3)锻压挤压理论。发现颗粒连续冲击导致材料表面承受累积挤压变形而产生微小薄片,同时发生绝热剪切变形,受到冲蚀区域的材料因退火产生软化,该区域下方因颗粒的持续冲击产生加工硬化,进一步诱发表层微小薄片的生成,软化与硬化的相互作用,最终导致微小薄片脱落。锻压挤压模型在宏观上较好地解释了微切削模型没有说清楚的现象, 是当前塑性材料冲蚀磨损中最具说服力的理论之一。  通过摄影和金相证据表明韧性材料的冲蚀可分颗粒的切削及犁沟型作用、颗粒破裂两个过程,颗粒破裂所产生的碎片会产生二次冲蚀,冲蚀量是两个过程冲蚀量总和。  指出挤压油膜将颗粒表面与壁面隔离,且导致接近磨损表面的颗粒显著减速,如果颗粒具有足够低的雷诺数,甚至可能完全防止直接碰撞,这可能将会改变冲蚀机理。 研究了粒子自旋效应可能对冲击侵蚀速率的影响,通过离心加速冲蚀实验机和高速摄影技术对粒子转速的实测,结果表明自旋方向对靶材的冲蚀速率有较强的影响,粒子自旋可导致粒子与目标之间的接触速度的改变。 设计了一种颗粒弹射实验装置,通过高速摄像机捕捉颗粒的运动轨迹,研究菱形颗粒冲击靶材的过程,建立基于拉格朗日法的FEM-SPH耦合模型,研究发现颗粒前旋旋转和后旋旋转分别对金属材料产生耕犁和撬起剔除作用,其研究结果与Takaffoli M、 Azimian M 一致.

     

     

          采用一种干颗粒喷射冲蚀实验装置研究了几种不同合金的冲蚀磨损特性,研究发现当喷射角在15~30°时,塑性材料磨损最为严重。基于Bitter侵蚀模型,阐明了砂粒撞击速度和角度、粒径和浓度对磨损的影响。提出一种考虑了材料阻尼和热弹性塑性、多颗粒等因素的弹塑性有限元模型来仿真结构的冲蚀过程。实验研究了砂粒与碳钢和铝表面的冲蚀,提出塑性材料冲蚀磨损率定量计算模型。强调粒径分布、材料成分和显微组织对材料冲蚀的影响。冲蚀损伤与材料硬度、塑性变形或脆性等有关。基于28种材料的冲蚀实验,认为冲蚀行为是颗粒冲蚀速度和冲击角度等变量的函数。提出一种半机械冲蚀方程,主要包括切削冲蚀和变形冲蚀,该模型中的角度随粒子形状和速度的变化而变化。提出一种基于CFD的冲蚀建模方法,可通过追踪颗粒来提取固体表面的撞击数据,并通过半经验方程将颗粒撞击数据与冲蚀磨损进行了关联。 

          综上所述,微切削理论阐明了低入射角的切削作用, 变形磨损理论则侧重于变形和切削的共同作用及能量变化, 锻压挤压理论强调大冲击角的锻压挤压作用。后续的相关研究采用冲蚀实验、高速摄影和数值计算等方法集中于冲击条件、靶材属性等因素对冲蚀的影响,这些研究对于探索液压伺服滑阀冲蚀机理提供了有益借鉴。

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    点击次数:214  更新时间:2023-05-28  【打印此页】  【关闭
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