机械设计与研究 ›› 2017, Vol. 33 ›› Issue (02): 143-147.doi: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4213

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基于SPH-FEM耦合算法的脉冲射流冲击特性分析

熊小涛;吕彦明;何雪明;   

  1. 江南大学机械工程学院;
  • 发布日期:2020-07-26

  • Published:2020-07-26

摘要: 基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)耦合有限元法(Finite Element Method,FEM),利用LS-DYNA对脉冲射流辅助支撑工件过程进行数值模拟,研究了脉冲射流冲击力和径向流特性,对比了不同头部结构和冲击角度对射流冲击力的影响,分析了射流冲击下工件的损伤。结果表明:射流头部与靶板的接触面积越小,水锤阶段的冲击力也越小;冲击角度减小时,垂直于靶板方向上的冲击力分量大幅度减小,水平方向上的冲击力分量小幅度增大,射流冲击力不能根据正交分解法求解;虽然径向流速度较大,但由于径向流分布稀疏不均,其冲击靶板的力只有射流自身冲击力的1/3,一般情况下不足以损伤工件材料。

关键词: 脉冲射流, SPH耦合FEM, 射流冲击力, 径向流特性, 数值模拟

Key words: pulsed water-jet, SPH coupled with FEM, jet impact force, radial flow, numerical simulation