液氮射流冲击冷却聚二甲基硅氧烷的温度场仿真和实验研究

作者：刘旭; 孙玉利^*; 张桂冠; 钱炳坤; 高航; 左敦稳

来源：中国机械工程, 2022, 33(18): 2161-2171.

• 聚二甲基硅氧烷(PDMS)
• 低温微磨料气射流
• Beck反算法
• APDL温度场仿真

为探究低温微磨料气射流加工聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流道过程中PDMS试样受液氮射流冲击冷却的温度变化和分布，提出了测温实验Beck反求算法拟合APDL温度场仿真的系统研究方法，仿真结果与测温结果的误差仅1.735%。仿真发现，表面到达明显脆化温度-147℃需要5.747 s,说明PDMS无法在接触液氮的瞬间就达到可加工的脆化状态，有必要重视加工前的预冷却时间；又通过仿真数据拟合了PDMS冷却至-147℃的冷却速度，以冷却速度为参考预测了实际加工中所需的预冷却时间。对比冷却速度发现，距PDMS试样表面0～100μm深度范围内的冷却速度比0～1500μm深度范围内冷却速度快22.054%,PDMS试样放置在铝合金工作台上的冷却速度比绝热工作台上快22.311%。

• 单位
  大连理工大学; 南京航空航天大学