冷喷涂颗粒临界速度预测的数值模拟

来源：机械工程材料杂志2024年第10期北京时间：

作者：董脉鸣, 辛红敏, 李光平, 程清思, 代辉, 姚倡锋, 崔敏超

摘要：采用ABAQUS有限元软件建立了冷喷涂单颗粒撞击基体的耦合欧拉–拉格朗日四分之一模型,基于颗粒和基体形状变化以及等效塑性应变分布模型结果预测粒径25 μm钛颗粒和30 μm铝颗粒撞击7B04铝合金基体形成机械咬合与冶金结合的颗粒临界速度,并进行了数据有效性验证,研究了颗粒粒径、颗粒和基体初始温度对临界速度的影响。结果表明：根据模拟得到的颗粒/基体形状变化和等效塑性应变分布,预测得到粒径25 μm钛颗粒、30 μm铝颗粒的临界速度分别为680,700 m·s−1,预测值与经验关系式估算值相对误差均小于11%,说明该方法准确；随着颗粒粒径增加、颗粒初始温度降低、基体初始温度降低,临界速度增大,其中颗粒初始温度对临界速度的影响较小,颗粒粒径和基体初始温度的影响显著。

关键词：冷喷涂, 临界速度, 颗粒形状, 等效塑性应变, 数值模拟