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淺談爆燃沖擊波對熱能去毛刺的影響
在機械加工過程中，工件的表面往往會產生許多不同形狀以及厚度的毛刺，毛刺很小但危害很大，有時甚至會導致安全事故。所以，安全有效的去除毛刺已成為工件加工過程中的一道關鍵工序。而熱能去毛刺法可以有效快速的去除不同材料工件的毛刺，在去毛刺領域具有很高的實際應用價值。
雖然熱能去毛刺法的工藝水平日趨成熟，但是系統的研究熱能去毛刺機理以及預混合可燃性氣體燃燒爆炸后，爆燃沖擊波對工件及毛刺的影響缺乏有效、科學的數據。
本文以氫氧混合氣體作為熱能去毛刺中的預混合氣體，應用CFD流體力學軟件AutoReaGas以及后處理軟件AutoDyn。通過建立具體的爆炸缸數學模型，建立了不同的工件以及毛刺尺寸的數學模型，劃分網格，設置不同的初始條件，采用湍流燃燒模型，基于Navier—Stokes方程進行仿真計算，并對不同參數下氫氧預混合可燃性氣體燃燒爆炸產生的結果進行分析，總結不同參數對熱能去毛刺法的適用性并得出如下結論：
?。?）工件尺寸小范圍變化對預混合可燃性氣體爆燃沖擊波的影響很小。所以工件面與體積之比越大，單位時間內吸收的熱量就越多，經研究發現，在工件面與體積之比大于20以上的時候，利用熱能去毛刺法會破壞金屬工件表面的金相組織；
?。?）毛刺厚度的大小影響著爆燃沖擊波的超壓、溫度以及速度。毛刺越厚，其爆燃沖擊波的超壓、溫度以及速度也就越大。經研究發現，在毛刺厚度與工件薄壁處的比值大于0.1的時候，利用熱能去毛刺會破壞金屬工件表面的金相組織；
?。?）在利用熱能去毛刺過程中，預混合可燃性氣體混合比的變化影響其爆燃沖擊波的超壓、溫度、化學反應速率以及速度。其預混合可燃性氣體的混合比為當量比時，爆燃沖擊波的各項參數均為最大值。同時給出了不同材料工件需要的預混合可燃性氣體比值的適用范圍；
?。?）在利用熱能去毛刺過程中，預混合可燃性氣體初始壓力的變化影響其反應速率、爆燃沖擊波產生的超壓；并且預混合可燃性氣體燃燒爆炸后的超壓與初始壓力呈近似的線性關系；但是，預混合可燃性氣體燃燒爆炸產生的溫度和沖擊波的速度并不隨著初始壓力的增加而變化；同時給出了不同材料工件需要的初始壓力的適用范圍；
（5）工件裝填密度的大小直接影響著預混合氣體燃燒爆炸后的超壓、化學反應速率、溫度和爆燃沖擊波的速度。工件裝填密度越大其預混合氣體燃燒爆炸后的超壓、化學反應速率、溫度和爆燃沖擊波的速度也就越小。 本論文研究所取得的成果可為今后的工程應用以及安全生產提供一定的理論指導。
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