数字模拟和关于抛光流体动力学和金属超声波振动抛光中的材料去除的实验研究
Xianling Li1, Jingchang Chen1, Dalong Zhang1
1College of Marine Equipment and Mechanical Engineering, Jimei University, Xiamen 361000, China.
Micromachines
|February 27, 2026
概括
这项研究揭示了使用CFD模拟和实验的超声波抛光机制. 它显示了化和流体动力学如何提高材料表面性能和耐疲劳性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- 传统的超声波抛光在理解材料去除和控制性金属的结果方面面临着挑战.
- 需要澄清抛光流动力学与表面演变之间的关系.
研究的目的:
- 系统地研究超声波抛光中的材料去除机制.
- 阐明流场动态与表面演变之间的关系.
- 为次微米超精密加工提供理论基础.
主要方法:
- 结合计算流体动力学 (CFD) 模拟和非接触固定点抛光实验.
- 数字模拟来分析空洞化对流场结构 (压力,速度) 的影响.
- 对不同表面区域的材料去除机制和残余应力变化的实验分析.
主要成果:
- 洞化显著改变了流场,降低了压力峰值和速度.
- 观察到明显的材料去除机制:中心的洞穴侵蚀,边缘的流体机械削.
- 实现了剩余压力显著增加:33.6% (中心),22.3% (边缘),19.7% (过渡区).
结论:
- 超声波抛光涉及通过洞穴冲击,机械除和疲劳分离来进行协同材料去除.
- 增强的剩余压力应力提高了材料的耐疲劳性和寿命.
- 该研究为优化超声波抛光工艺的超精密加工提供了理论基础.


