图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Oral Presentation多能场耦合冷喷涂过程数值模拟研究

编号：423 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-22 08:37:23 浏览：116次收藏取消收藏

2024-05-12 14:25

15min

[E2] 论坛4：热喷涂与冷喷涂技术B [E2-2] 论坛4B下午

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摘要

随着冷喷涂技术的不断发展，其在涂层制备、修复与再制造、增材制造等领域展现出独特的优势。沉积层的性能主要取决于两方面，一是粉末颗粒的速度和温度状态，即粒子在拉瓦尔喷管中的加速行为；二是粉末颗粒的沉积行为，即单颗粒沉积和多颗粒共同沉积的高应变塑性变形。然而，上述两个过程均发生在极短的时间内，难以通过实验手段监测，因此开展有限元数值仿真模拟研究尤为重要。首先，本研究采用ANSYS FLUENT对冷喷涂拉瓦尔喷管中的气-固两相流进行数值模拟，通过建立拉瓦尔喷管的三维模型,分析喷涂压力、载气温度以及喷涂距离对喷管内外气体流动特性以及颗粒加速性能的影响规律。其次，采用ABAQUS/Explicit模拟颗粒的沉积变形行为，通过拉格朗日法、欧拉法、任意拉格朗日欧拉法（ALE）、耦合拉格朗日欧拉法（CEL）建立三维轴对称模型，分析颗粒及基体材料特性、颗粒碰撞速度、碰撞温度和碰撞角度对颗粒沉积效果及塑性变形行为的影响规律。最后，将激光辅助加热引入冷喷涂过程中，在CFD模拟中采用UFD子程序耦合空间体积热源，分析高速粒子动能场与激光热能场耦合作用下颗粒的运动状态和沉积行为。