菱形颗粒冲击延性材料的运动行为及凹坑形态研究

作者：杜明超; 李增亮^*; 董祥伟; 孙召成; 范春永; 车家琪

来源：振动与冲击, 2019, 38(20): 97-105.

• 菱形颗粒
• 冲蚀磨损
• 耦合数值计算模型
• 颗粒旋转
• 冲击速度

针对菱形颗粒的冲蚀磨损过程建立了基于拉格朗日法的耦合数值计算模型,通过模型分析了不同冲击速度v_i、冲击角α_i和方位角θ_i下菱形颗粒冲击延性材料的运动学行为和凹坑轮廓形态。结果表明:冲击角和方位角是决定颗粒旋转的关键因素,但会受冲击速度的影响发生变化。冲击速度对前旋颗粒的旋转方向和运动行为影响较小,产生的凹坑轮廓基本不变;对"后旋"颗粒的运动行为影响较大,存在某一切削速度范围55～100 m/s,当v_i在该范围内时,延性材料表面发生切屑分离,当v_i小于或大于该范围,均无切屑分离现象发生,只发生材料堆积,但形成材料堆积的原因不同,冲击速度小时初始动能低,不足以将材料切断剔除,被"挖掘"的材料堆积在凹坑表面;冲击速度大时颗粒法向嵌入深,颗粒出现"挖掘"和"微切削"的综合作用,在"微切削"的作用下产生细长切屑堆积在凹坑前面。低冲击角和大方位角的临界冲击在不同冲击速度下产生的颗粒运动行为和凹坑轮廓与"后旋"冲击产生的规律一致,高冲击角和小方位角的临界冲击在不同冲击速度下产生的颗粒运动行为和凹坑轮廓与前旋冲击产生的规律一致。