实验采用磨料水射流对C/SiC复合材料进行切槽加工实验研究,探究了加工参数对切割深度的影响规律;分析了切槽形貌、材料损伤形式和切割机理。结果表明,在一定参数范围内,切割深度随射流压力和靶距的增大而增大,随进给速度的增大而减小;造成切槽深度、切缝宽度不均匀的主要原因是磨料水射流的雾化作用和二次冲蚀作用;切割面损伤形式主要为基体微裂纹、纤维断裂、界面层脱粘;材料去除形式为碳纤维和碳化硅基体材料脆性断裂去除;碳纤维对基体裂纹扩展具有一定的阻碍作用。

针对前混合磨料水射流冲蚀过程,进行了冲蚀试验及仿真研究.从试验中得到了材料冲蚀损伤形貌特征.采用SPH耦合FEM方法建立相应的冲蚀模型,对材料冲蚀过程进行模拟分析,揭示了材料损伤形貌特征产生的机理.结果表明：随着冲蚀深度的增加,磨料颗粒的冲蚀动能逐渐减小,冲蚀角度逐渐增大,材料冲蚀损伤由微切削和微犁削逐渐变为冲击变形,材料冲蚀损伤断面的形貌特征逐渐恶化,具体表现为拖尾角和表面粗糙度逐渐增大.不同金属材料损伤断面形貌特征具有相似性,但是金属材料属性的差异会对磨料冲蚀过程产生影响,导致条纹在材料损伤断面上的分布和条纹角度出现差异.由于材料损伤形貌特征受控于磨料颗粒运动特性,因此材料冲蚀断面质量改善应该从改变磨料颗粒运动特性角度出发,这为进一步研究材料冲蚀断面质量改进奠定了理论基础.

建立滚珠丝杠系统的热-结构耦合分析有限元模型，通过热分析得到滚珠丝杠系统中螺母的温度最高，约为24．657℃；，温升为4．657℃：左右轴承的温度约为24．14℃，温升为4．14℃：滚珠丝杠与螺母和轴承接触部分的温度较高，大约22．587℃，其余部分的温度不超过21.552℃。然后将分析得到的温度作为载荷加到模型上进行热-结构耦合分析，得到热变形量最大的地方位于螺母上，最大热变形量达到4.9um；而丝杠的热变形比较小，由于受到螺母传导热的影响，最大变形发生在靠近螺母处，大约为1．633um。

阐述了高压磨料射流煤岩钻割设备的结构组成及工作原理；通过试验，总结分析了喷射压力、横移速度、试样坚固系数对该设备切割性能的影响；简单介绍了设备的应用情况。

前混合磨料水射流技术在应急机动抢修和受限空间中具有广阔应用前景。在前混合磨料水射流系统中,磨料罐的结构及供料原理一直被视为射流核心技术之一。本文对渗流沉降式磨料罐供料原理进行了分析,基于渗流原理设计了一种新型磨料罐。分析了不同装料量条件下磨料罐供料特性,结果表明设计的新型磨料罐供料浓度不随罐内磨料量的改变而变化,说明其具有均匀供料的特性。本文的研究能够促进前混合磨料水射流技术的应用和发展。

从工程实际应用的角度出发运用理论研究、试验验证、软件仿真等手段对前混合磨料高压水射流系统的水下切割技术进行机理分析及实验研究。

针对工程陶瓷材料加工性能要求高传统加工方法难以保证加工质量提出将磨料水射流用于陶瓷钻削加工。通过理论研究建立磨料水射流钻削深度的理论模型以及分析陶瓷钻削断面质量。基于大量试验数据分析磨料水射流钻削参数对陶瓷钻削深度和孔壁表面粗糙度的影响。研究表明射流压力、横移速度、磨料流量和靶距对工程陶瓷钻削性能具有显著的影响。同时陶瓷孔内壁有锥度产生钻削盲孔时由于射流的阻塞作用在盲孔底部会形成袋状结构。

通过理论研究分析了磨料水射流去除材料机理及其影响因素。采用正交设计法进行铝合金切割试验。以切割断面的表面粗糙度值为研究对象对测得的试验数据进行极差分析。分析结果显示射流压力、切割速度和磨料流量对切口表面粗糙度的影响较大;靶距和磨料粒子的尺寸对切口表面粗糙度的影响次之。用回归分析方法建立了磨料水射流切割铝合金材料的表面粗糙度模型。通过试验验证模型的误差在1.98％～5.14％之间。

工业陶瓷、钢材等高硬脆材料由于其硬度大、脆性高等特点传统加工方法极容易产生细小裂纹从而影响工件的寿命及综合性能。磨料水射流加工技术具有无热影响区、加工范围广、加工柔性高等优点可实现对硬脆材料的精细加工。该文利用ANSYS/LSDYNA有限元分析软件对磨料水射流加工过程进行了仿真并将仿真结果与对应的实验结果进行对比分析得出仿真结果与实验结果有很好的一致性。

论述了磨料水射流加工的相关机理，提出了不需喷嘴，直接通过流经多细孔的流体与孔壁的作用而进行加工的思路，指出了加工中的4个关键因素，即流体速度、流体状态、系统流体状态分布以及磨料粒度。确定了系统参数配置方案，以主管程为突破口进行参数配置，在主管程参数配置已到极限的情况下，再启动旁路管程进行参数配置，最终达到参数最优化。最后以一个实例给出了液压系统参数设计的详细过程。