基于Realizable k-ε模型的叶盘通道电解加工多场耦合分析

作者：张聚臣; 李世成; 刘洋; 李兴林

来源：航空学报, 2022, 43(04): 361-372.

• 电解加工
• 叶盘通道
• 多物理场耦合仿真
• 平衡间隙
• 加工质量

叶盘通道电解加工(ECM)是决定整体叶盘电解加工成形精度的关键工序，其加工间隙不规则、建模困难。基于Realizable k-ε模型建立叶盘通道电解加工的气液两相流模型，根据参数传递关系建立多物理场耦合模型，分析加工间隙内电解液温度、氢气体积分数、电导率等重要参数的分布规律。仿真结果显示电解液在侧面间隙出现涡流现象，使该区域氢气堆积、温度上升，影响工件的成形表面质量，并导致该处的材料蚀除量减小，该结果在试验中得到证实。试验与仿真得出的工件轮廓形状变化趋势一致，试验与仿真获得的端面平衡间隙尺寸分别为0.26、0.33 mm,仿真的相对误差(27%)明显小于经典公式的相对误差(73%)。因此，模型可较为准确地模拟叶盘通道电解加工成形过程，反映各参数对工件成形的影响过程。