电解质等离子体抛光的多物理场耦合仿真及实验研究

来源：机械工程学报杂志2025年第1期北京时间：

作者：陈扬建, 易军, 王宗伟, 陈冰, 邓辉

单位：1. 湖南科技大学机电工程学院 湘潭 411201;2. 湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室 湘潭 411201

摘要：针对电解质等离子体抛光工件轮廓成形过程难以预测的问题，开展了多物理场耦合仿真，分析了抛光过程中流场、电场分布特征，以及抛光参数对流场、电场分布的影规律；基于法拉第第一定律，建立了抛光材料去除模型。仿真结果表明抛光过程中工件周围形成了相对稳定的气层，且气层呈现下薄上厚的分布特征，气层厚度随抛光电压、工件曲率半径的增大而增加，随工件浸入深度的增加而减少；电流密度分布流线沿工件底部至顶部逐渐稀疏，电流密度随工件曲率半径及抛光电压的减小而增大；工件表面材料去除量沿工件底部至顶部逐渐降低，且电源电压越高、工件曲率半径越大，材料去除率越低，适当增加工件浸入深度，能够有效提升材料去除率。开展了316LVM不锈钢圆柱工件电解质等离子体抛光实验研究，并验证了材料去除模型的正确性。理论与实验结果将有助于更好理解电解质等离子体抛光机理，对电解质等离子体抛光过程稳定性和抛光质量一致性提升具有重要的实践价值。

关键词：电解质等离子体抛光,多物理场耦合,材料去除模型,气层分布；

基金资助：湖湘青年科技创新人才(2023RC3178)、湖南省研究生科研创新(CX20231039)和国家自然科学基金(51905168)资助项目。