分析了喷射距离对射流抛光效果的影响, 基于计算流体动力学进行了喷射距离的分析和优化.通过构建射流抛光不同喷射距离的物理模型, 采用能更好地处理流线弯曲程度较大的流动的RNG k-ε紊流模型应用于射流抛光的数学建模, 使用SIMPLEC算法对射流模型进行数值计算, 得到了不同模型的射流抛光冲击射流流场及工件壁面上的冲击压力、紊动强度、壁流速度分布.根据射流抛光对冲击射流特性的要求, 比较和分析不同喷距模型的数值仿真结果, 结果显示, 射流抛光最优化喷距范围为喷嘴口径的10倍至12倍之间.

针对以3-RPS 并联机构为核心的光电跟踪系统支撑结构,运用矩阵全微分理论,建立了基于Rodrigues 参数的机构位姿误差模型。针对机构可达空间内各误差来源,提出了一种通过归一化描述灵敏度的新方法,并建立基于数学统计意义的灵敏度系数数学模型。通过此模型的数值仿真,可知在机构设计、加工以及装配过程中,对机构驱动误差与定平台上轴向误差需严格控制;当定、动平台结构比例系数改变时,其对整个运动空间各误差灵敏度系数百分比改变不大,即高灵敏度的误差源仍需严格控制。根据各误差的灵敏度系数可对其标定进行修正,达到有效减小误差灵敏度系数较高的运动学参数误差的目的,实现空中目标轨迹的实时跟踪瞄准。

理论分析了射流抛光的紊动冲击射流特点,构建了射流抛光的垂直冲击射流模型和斜冲击射流模型。根据射流抛光冲击射流的特点,比较各种流体模型后,采用RNG k-ε模型应用于射流抛光模型的计算。利用计算流体力学理论的二阶迎风格式对抛光模型方程离散,用SIMPLEC数值计算方法对射流抛光过程的紊动冲击射流和离散相磨粒分布进行数值模拟,得到了射流抛光过程的连续流场和离散相磨粒与水溶液的耦合流场,同时计算出了抛光液射流在工件壁面上的压力、速度、紊动强度、剪切力分布和磨粒体积质量分布,分析了垂直射流抛光模型和斜冲击射流抛光模型紊流流场的特点。

喷嘴的结构和造型决定了冲击射流的动力特性和壁面流动特性,对抛光效果有很大影响。本文提出采用锥柱型喷嘴进行射流抛光能获得较好的射流特性。分析了射流抛光过程对射流特性的要求,提出了射流抛光喷嘴的设计原则,研究了不同几何造型喷嘴的射流特性,对射流喷嘴的不同结构和几何参数对射流特性的影响进行了仿真,模拟结果表明收缩角为13°、长径比为4的锥柱型喷嘴,其射流出口断面流速分布均匀、紊动强度低和磨粒浓度分布均匀,最适合应用于射流抛光。