[发明专利]一种类人工关节件湍流加工过程中磨粒流的升温方法

摘要

本发明公开了一种一种类人工关节件湍流加工过程中磨粒流的升温方法，包括如下步骤：1)建立仿形流道；2)建立磨粒流的仿真模型；3)基于磨粒流的湍动能以及湍动能的沿程损失和局部损失计算出仿形流道所需要的温度补偿曲线：4)结合仿真模型得到磨粒流流道中的温度曲线；5)计算加热温度曲线；6)将仿形流道均分N段，N的范围为10～30；7)在仿形流道的侧面安装N个电磁波加热源；8)根据步骤5)中的加热温度曲线调节每个电磁波加热源3所对应的工作效率。本发明通过建立流体仿真模型得到加热温度曲线，实时直观的反映了仿形流道内磨粒流的温度变化，并通过加热温度曲线对电磁波加热源进行准确控制，从而保证加工过程的均匀性。

主权项

1.一种类人工关节件湍流加工过程中磨粒流的升温方法，其特征在于：包括如下步骤：1）建立仿形流道；在类人工关节件外套装玻璃约束构件，玻璃约束构件的内表面与类人工关节件的曲面表面形成厚度均匀的仿形流道，玻璃约束构件由壁厚相同的玻璃材料制成，玻璃约束构件的两端分别设有仿形流道入口和仿形流道出口，类人工关节件的被加工曲面成为仿形流道壁面的一部分，由仿形流道入口向仿形流道内通入磨粒流，使磨粒流以湍流状态进入仿形流道中，通过磨粒流中磨粒的无序运动来实现类人工关节件表面的加工；2）建立磨粒流的仿真模型；对仿形流道内的磨粒流进行流体仿真，通过流体仿真软件仿真出常温下磨粒流加工过程中，磨粒流流场的温度分布情况；3）基于磨粒流的湍动能以及湍动能的沿程损失和局部损失计算出仿形流道所需要的温度补偿函数；4）结合仿真模型得到磨粒流流道中的温度曲线；5）计算所需要的加热温度曲线：计算方法为将温度补偿函数中的补偿温度减去磨粒流流道中温度曲线的温度；6）将仿形流道均分N段，N的范围为10~30；7）在仿形流道的侧面安装支撑架，仿形流道均分的每一段上均设置一个电磁波加热源，并将这些电磁波加热源固定在支撑架上，且所有电磁波加热源均正对仿形流道；8）根据步骤5）中的加热温度曲线调节每个电磁波加热源所对应的工作效率。