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第1章 绪论1

1.1多物理耦合场磨粒流精密加工技术的研究价值1

1.2磨粒流精密加工技术与装备国内外发展现状分析3

1.2.1磨粒流精密加工技术国外发展现状3

1.2.2磨粒流精密加工技术国内发展现状6

1.2.3磨粒流精密加工装备国外发展现状8

1.2.4磨粒流精密加工装备国内发展现状10

参考文献12

第2章 多物理耦合场磨粒流精密加工技术理论分析16

2.1磨粒流的加工特性分析16

2.2描述流体运动的两种方法17

2.2.1Lagrange方法17

2.2.2Euler方法17

2.3流体力学基本方程18

2.3.1物理量守恒微分方程18

2.3.2流体运动控制方程组19

2.4磨粒流加工动力学理论分析23

2.5磨粒流加工力学分析25

2.6磨粒流的切削磨损机理分析29

2.7固液两相磨粒流热力学理论模型30

2.8连续相运动控制方程31

2.8.1N-S方程及其无量纲化31

2.8.2不可压缩的N-S方程33

2.9固液两相磨粒流主要参数34

2.9.1两相浓度34

2.9.2两相流体的黏度34

2.9.3两相流体的比热和导热系数35

2.10磨粒的运动条件分析36

2.11湍流数值计算方法37

2.11.1直接数值模拟法37

2.11.2雷诺平均方程法38

2.11.3大涡数值模拟法39

参考文献41

第3章 基于耗散粒子动力学的磨粒加工技术研究43

3.1耗散粒子动力学模拟技术研究现状43

3.1.1耗散粒子动力学模拟技术国外研究现状43

3.1.2耗散粒子动力学模拟技术国内研究现状45

3.2耗散粒子动力学方法体系46

3.2.1耗散粒子动力学理论模型46

3.2.2耗散粒子动力学数值积分方法48

3.3磨粒流颗粒晶胞数值模拟分析48

3.4碳化硅颗粒性能数值模拟分析50

参考文献52

第4章 基于分子动力学的磨粒微切削力学关键技术研究54

4.1分子动力学模拟国内外研究现状54

4.1.1分子动力学模拟国外研究现状54

4.1.2分子动力学模拟国内研究现状55

4.2分子动力学模拟方法概述56

4.2.1基于牛顿运动方程的数值求解算法57

4.2.2分子动力学模拟中的边界条件58

4.2.3模拟体系的势能函数59

4.2.4平衡系统的分子动力学模拟系综61

4.2.5平衡系综的控制方法62

4.2.6系统弛豫64

4.2.7晶体缺陷分析方法65

4.3分子动力学模拟运动方程求解67

4.4颗粒微切削分子动力学模型的建立68

4.5颗粒微切削分子动力学数值分析70

4.5.1颗粒正交切削与斜切削对磨粒切削影响分析70

4.5.2颗粒正交切削分子动力学数值分析72

4.5.3颗粒速度对磨粒切削的影响74

4.5.4系综温度对颗粒切削的影响77

4.5.5磨粒形状对切削过程的影响81

4.6颗粒微切削规律探究与模型验证83

4.6.1磨粒切削单晶铝和单晶镍的分子动力学分析83

4.6.2磨粒速度对工件切削的影响84

4.6.3系综温度对磨粒切削的影响87

4.6.4模型的验证91

参考文献92

第5章 基于分子动力学的固液两相磨粒流加工机理研究94

5.1固液两相磨粒流加工机理的分子动力学模型构建与分析94

5.1.1泰森多边形方法94

5.1.2磨粒流加工分子动力学模拟的仿真流程98

5.1.3多颗粒微切削单晶材料的分子动力学模型构建98

5.1.4多晶材料磨粒流加工分子动力学模型构建100

5.1.5基于分子动力学的磨粒流加工模拟方案103

5.2磨粒微切削单晶材料的分子动力学数值分析104

5.2.1磨粒对粗糙单晶铜表面抛光过程数值分析105

5.2.2单晶铁和单晶铝的表面抛光过程数值分析128

5.3磨粒流加工不同工件材料仿真模型构建135

5.3.1多晶铜工件材料磨粒流加工切削机理136

5.3.2多晶铁工件材料磨粒流加工切削机理142

5.3.3多晶铝工件材料磨粒流加工切削机理146

5.3.4磨粒种类对磨粒流加工不同工件材料效果的影响148

5.3.5切削深度对磨粒流加工不同工件切削效果的影响150

参考文献151

第6章 多物理耦合场磨粒流加工的热力学作用规律分析153

6.1物理模型建立及网格划分153

6.1.1物理模型建立153

6.1.2模型网格的划分154

6.2多物理耦合场固液两相磨粒流加工数值分析155

6.2.1喷油嘴通道磨粒流加工数值分析155

6.2.2共轨管通道磨粒流加工数值分析164

6.2.3三通管通道磨粒流加工数值分析176

6.2.4U型管通道磨粒流加工数值分析185

6.3磨粒流加工热力学作用规律探讨193

6.4磨粒流加工的在线温度修正补偿技术195

参考文献197

第7章 基于大涡模拟的磨粒流加工弯管表面创成机理研究198

7.1大涡模拟国内外研究现状198

7.1.1大涡模拟国外研究现状198

7.1.2大涡模拟国内研究现状199

7.2磨粒流加工弯管表面创成机理研究199

7.2.1CFD数值计算概述200

7.2.2模型构建及参数设定201

7.2.3弯管内磨粒流流动机理分析204

7.2.4磨粒流加工弯管内表面创成机理208

7.2.5磨粒流加工下弯管的受力变形分析210

7.3磨粒流加工弯管影响因素分析212

7.3.1研抛参数对磨粒流加工效果的影响分析212

7.3.2管件特性对磨粒流加工效果的影响分析216

参考文献223

第8章 多物理耦合场离散相颗粒碰撞及运动规律分析225

8.1离散相模型的国内外研究现状225

8.1.1离散相模型的国外研究现状225

8.1.2离散相模型的国内研究现状226

8.2离散相颗粒运动控制方程与颗粒微磨削去除机理227

8.2.1单颗粒的动力学模型227

8.2.2颗粒轨迹模型229

8.2.3颗粒运动方程232

8.2.4离散项的控制方程234

8.2.5磨粒流加工中颗粒微磨削去除机理236

8.3离散相颗粒运动数学模型239

8.4颗粒与工件的磨削数值分析240

8.4.1磨粒流加工喷油嘴颗粒磨削数值分析240

8.4.2磨粒流加工阀芯喷嘴颗粒磨削数值分析243

参考文献249

第9章 磨粒流加工异形曲面流场数值分析252

9.1异形曲面加工技术国内外研究现状252

9.1.1异形曲面加工技术国外研究现状252

9.1.2异形曲面加工技术国内研究现状253

9.2磨粒流加工叶轮流场数值分析255

9.2.1异形曲面三维模型建立与网格划分255

9.2.2异形曲面模型选择256

9.2.3异形曲面材料设置256

9.2.4计算模型边界条件的设置256

9.2.5叶轮仿真结果分析257

9.3磨粒流加工螺旋齿轮流场数值分析262

9.3.1螺旋齿轮三维模型建立与网格划分262

9.3.2螺旋齿轮磨粒流加工数值分析262

9.4磨粒流加工多边形螺旋曲面膛线管数值分析268

9.4.1膛线管三维模型建立与网格划分268

9.4.2多边形螺旋曲面膛线管数值分析268

9.5膛线管优化研抛加工数值分析275

9.5.1加入仿形模芯后三维模型的建立与网格划分276

9.5.2加入仿形模芯约束后流场磨粒流加工数值分析276

参考文献279

第10章 多物理耦合场固液两相磨粒流加工试验研究281

10.1变口径管的磨粒流加工试验281

10.1.1喷油嘴磨粒流加工单因素试验研究281

10.1.2喷油嘴磨粒流加工全因子试验研究294

10.1.3喷油嘴磨粒流加工均匀试验设计研究311

10.1.4伺服阀阀芯喷嘴的磨粒流加工试验研究328

10.1.5变口径管磨粒流加工试验小结338

10.2非直线管的磨粒流加工试验研究339

10.2.1共轨管的磨粒流加工试验研究340

10.2.2三通管的磨粒流加工试验研究351

10.2.3非直线管磨粒流加工试验小结361

10.3弯管磨粒流加工试验研究361

10.3.1磨粒流试验材料的选用361

10.3.2磨粒流试验结果分析362

10.3.3弯管磨粒流加工试验小结370

10.4异形曲面——多边形螺旋曲面磨粒流加工试验研究370

10.4.1磨粒流加工材料准备370

10.4.2磨粒流加工试验选用的方案371

10.4.3磨粒流加工试验结果分析371

10.5固液两相磨粒流加工质量控制策略378

参考文献380

编后记383