磨料喷射喷嘴的应力分析及FGM模型设计

摘要

分析表明磨料喷射加工中喷嘴承受的应力在喷嘴入口最大、出口次之、中间区域相对较小。实验显示喷嘴的冲蚀磨损在喷嘴入口最严重、出口次之、中间区域相对较小。实验结果与应力分析结果一致，得出磨料喷射加工中喷嘴入口、出口处承受的高拉应力是造成其冲蚀磨损严重的主要原因的结论。针对提高均质陶瓷材料喷嘴抗冲蚀磨损能力的力度有限，提出运用梯度功能材料理论于喷嘴材料的设计和制造中，研发新型非均质的陶瓷喷嘴材料，将梯度功能陶瓷喷嘴制备中产生的残余压应力引入喷嘴入口、出口，使其抵御磨料喷射加工中喷嘴承受的拉应力，以提高喷嘴抗冲蚀磨损能力。结合喷嘴的冲蚀磨损特点、结构特点及陶瓷喷嘴材料制备工艺性等，建立了梯度陶瓷喷嘴物理模型和成分分布模型。