УДК 621.793
А. В. В о р о н е ц к и й, В. И. К о л п а к о в,
Л. А. Ф и л и м о н о в, А. А. Х о д ы к и н
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ
ПРИ СВЕРХЗВУКОВОМ ГАЗОПЛАМЕННОМ
НАПЫЛЕНИИ
Рассмотрены особенности численного моделирования процессов
формирования металлических покрытий при сверхзвуковом газопла-
менном напылении. Проведено численное исследование соударения с
преградой одиночной частицы, движущейся в диапазоне скоростей
500. . . 1000 м/с. Для описания процесса взаимодействия использова-
на модель идеальной упругопластической среды. Выполнен анализ
динамики ударного взаимодействия частиц с преградой и форми-
рования в ней каверн. Показано, что в процессе деформирования ча-
стица принимает дискообразную форму со сложным поперечным
сечением. Получена картина изменения формы частицы, глубины
ее внедрения в преграду и высоты деформированной частицы над
поверхностью преграды.
E-mail:
;
Ключевые слова
:
газопламенное напыление, металлическое покрытие,
математическое моделирование.
Сверхзвуковое газопламенное напыление (СГН) покрытий — это
новый высокоэффективный метод обработки поверхности деталей, ко-
торый позволяет также восстанавливать изношенные детали и нано-
сить защитные покрытия различного типа. Сущность процесса состо-
ит в ускорении и нагреве частиц порошкообразного материала сверх-
звуковой высокотемпературной газовой струей с последующим нане-
сением их на поверхность обрабатываемой детали.
В состав технологической установки СГН обычно входят система
подачи напыляемого порошкообразного материала и устройство для
создания сверхзвукового газового потока, в качестве которого исполь-
зуется камера сгорания с соплом Лаваля. В камеру сгорания подаются
топливные компоненты, а образующиеся высокотемпературные газо-
образные продукты истекают через сопло, формируя сверхзвуковую
струю.
Для получения высококачественных и воспроизводимых покрытий
методом СГН необходима информация об особенностях процесса на-
пыления, в том числе зависимости свойств покрытия от параметров
частицы перед столкновением с преградой. При решении данной за-
дачи мощным инструментом исследования является математическое
моделирование процесса формирования покрытия с использованием
численных методов механики сплошной среды.
В настоящей работе аппарат численных методов применен к иссле-
дованию высокоскоростного соударения одиночной частицы, движу-
30 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 3
