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摘要：超聲場下液體環(huán)境中近壁空泡潰滅會產(chǎn)生強(qiáng)烈的微射流,為探究微射流沖擊壁面流固耦合效應(yīng),利用流體力學(xué)及沖擊動力學(xué),考慮了率相關(guān)的J-C材料本構(gòu)模型,建立并分析了微射流沖擊壁面流固耦合三維模型,并通過超聲空化試驗(yàn)和基于球形壓痕試驗(yàn)理論的反演分析進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明:微射流沖擊下材料表面出現(xiàn)微型凹坑,凹坑深度由微射流速度和微射流直徑共同決定且隨其增大而增大,凹坑直徑主要與微射流直徑正相關(guān),而凹坑徑深比則主要與微射流速度負(fù)相關(guān);壁面壓強(qiáng)基本呈對稱分布且最大壓強(qiáng)出現(xiàn)在微射流沖擊邊緣;超聲空化試驗(yàn)驗(yàn)證了微射流沖擊下材料表面出現(xiàn)的微型凹坑,反演分析方法表明,在16~18的徑深比下,微射流沖擊強(qiáng)度為420~500MPa,對應(yīng)的微射流速度為310~370m/s。試驗(yàn)及反演分析結(jié)果與理論分析結(jié)果相符,驗(yàn)證了流固耦合模型及反演分析方法的合理性及準(zhǔn)確性,為后續(xù)工程應(yīng)用中空化強(qiáng)度、微射流速度等的控制提供了理論參考。

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