Читать онлайн «Исследование ударного разрушения абразивного зерна при сверхзвуковом взаимодействии с поверхностью материала»

УДК 3539. 42; 539. 375 АЛЕКСАНДРОВ А. А. , БАРСУКОВ Г. В. , ХАРЧИКОВ Е. В. ИССЛЕДОВАНИЕ УДАРНОГО РАЗРУШЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ЗЕРНА ПРИ СВЕРХЗВУКОВОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ПОВЕРХНОСТЬЮ МАТЕРИАЛА ALEXSANDROV A. A. , BARSUKOV G. V. , HARCHIKOV E. V. RESEARCH OF SHOCK DESTRUCTION ABRASIVE GRAINS AT SUPERSONIC INTERACTION WITH THE MATERIAL SURFACE Ключевые слова Абразив; частица граната; разрушение; проникание; гидроабразивное резание Abrasive; pomegranate particle; destruction; introduction; abrasive waterjet cutting Авторами статьи получены экспериментальные данные ударного разрушения абразивного зерна при сверхзвуковом взаимодействии с поверхностью материала, что позволяет оценить точность числен- ного моделирования хрупкого разрушения частиц абразива при гидроабразивном резании. Authors of article receive experimental data of shock destruction of abrasive grain at supersonic interac- tion with a material surface that allows to estimate accuracy of numerical modelling of fragile destruction of parti- cles of an abrasive at abrasive waterjet cutting. Свойства и характеристики абразивного зерна при гидроабразивном резании значи- тельно влияют на скорость подачи сопла относительно материала и определяют произво- дительность обработки. Сверхзвуковой поток абразивного зерна вне зависимости от типа абразива, его формы и размера при взаимодействии с поверхностью обрабатываемого материала приво- дит к его повреждению. Характер повреждения материала можно рассматривать как одно- временное действие нескольких механизмов: микрорезания, пластической деформации, хрупкого и усталостного разрушения. В результате поверхность взаимодействия пред- ставляет собой кратеры и царапины, а при некоторых условиях образуются навалы по кра- ям канавок, которые при набегании следующих зерен удаляются с поверхности и эти про- цессы непрерывно возобновляются. Производительность гидроабразивного резания отражает характер контактного взаимодействия поверхности материала и абразива, величину и схему внешнего силового воздействия, соотношение прочностных свойств металла и абразива. Высоким значением твердости и прочности абразива соответствует его высокая способность к внедрению в рабочую поверхность детали и разрушению материала. Если металл более твёрдый и прочный, чем абразив - разрушится абразив и, следовательно, резание затруднено [1]. Наблюдаемые на поверхности материала следы взаимодействия, такие как царапи- ны, канавки, локальных углубления говорят том, что твердость и прочность абразива пре- восходит соответствующие свойства металла и, как результат этого, происходит микроре- зание, деформирование, образование кратеров и лунок, вытеснение в «навалы» по краям царапин. Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что значительное повы- шение (в 10 раз) производительности резания высокопрочных материалов обеспечивает более твердый абразив корунд. Использование корунда для резания других материалов дает прирост производительности около 30 %.