多物理場模擬實現注射擊砂過程的控制與最佳化
解決方案:
為高效實現注射擊砂過程的控制與最佳化,本文採用由 Ansys 平台驅動的多物理場耦合模擬框架,將複雜工藝分解為以下三個核心環節:
- Ansys Rocky:透過離散元素法 (DEM),實現對宏觀尺度下多顆粒的運動軌跡與撞擊動力學的精準捕捉。此模型是最佳化彈球速度和覆蓋範圍、確保程序控制一致性的關鍵環節。
- Ansys Fluent:專注於計算流體力學 (CFD) 建模,生成顆粒射出所需的驅動力流場模型。其輸出的流體動力學數據,為後續撞擊模擬提供了精確的初始速度條件。
- Ansys Mechanical:藉由有限元素法 (FEM),模擬靶材在中尺度下的材料動態響應與彈塑性變形。此模型的核心價值在於預測和量化最終的殘餘壓應力輪廓,達成應力與表面完整性的最佳平衡。
隨著衝擊速度(m/s)的增加,侵蝕體積增加
多物理場耦合模擬是實現注射擊砂過程控制與最佳化的強大方案。 透過 DEM、CFD 和 FEM 整合,成功進行了跨尺度的虛擬驗證。 有效克服了工藝中覆蓋均勻性及殘餘應力精確控制的技術挑戰。核心價值是達成對殘餘應力輪廓和表面粗糙度的預測性量化。該技術為製造業提供了高效的虛擬工具,顯著提升產品的抗疲勞性能與結構完整性。
資料參考:簡報內容
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