采用数值模拟方法对表面纵向布置微沟槽的风力机翼型的气动性能进行研究。基于Transition SST模型,采用商用计算流体动力学(CFD)软件,研究了L型和V型2种不同类型的微沟槽的减阻效应,考虑了不同雷诺数和不同翼型条件下,表面微沟槽对风力机翼型升阻力特性的影响。通过对比升、阻力系数及表面摩擦力系数,探讨了风力机翼型表面微沟槽的减阻机理。结果表明在最优的沟槽几何参数条件下,L型沟槽相比V型沟槽具有更好的减阻效果,DU翼型最大减阻率达到5.6%;采用最优沟槽几何参数时,微沟槽在较大的雷诺数和攻角范围内都具有减阻效果。

通过多齿铣削和高温烧结制造了微沟槽烧结铜纤维板,通过超声波振动实验测试了烧结参数和铜纤维参数对复合毛细芯中铜纤维和微沟槽壁面黏附力的影响,结果表明:烧结时间、烧结温度、温度上升速率、烧结压力以及纤维参数对热柱复合毛细芯中的铜纤维和微沟槽壁面的黏附力有重要的影响。当烧结温度为900摄氏度,烧结时间60 min,烧结压力为0.45 MPa,温度上升速率为5℃/s下烧结的烧结层厚度为1 mm时的复合毛细芯中的铜纤维和微沟槽壁面的黏附力最大。

为研究微织构对切削过程中产生的切削力和已加工表面粗糙度的影响,在聚晶立方氮化硼(PCBN)刀片前刀面制备与主切削刃平行的宽度为32.6μm的微沟槽织构。分别用微沟槽刀具和无织构刀具在主轴转速为450、500、600 r/min的条件下切削淬硬钢GCr15,分析切削力和已加工表面粗糙度。试验结果表明:微沟槽改善了刀具的切削性能,主切削力、进给力和切深力均小于无织构刀具;进给力、切深力随着主轴转速的增加均变大,主切削力表现为先减小再增大;用微沟槽织构刀具切削的已加工表面粗糙度大于无织构刀具,表明微沟槽不利于获得表面质量较好的工件;随着主轴转速增加,微沟槽刀具和无织构刀具切削的表面粗糙度均减小。

文中基于仿生摩擦学原理,在微型车刀前刀面上设计出不同方向的微沟槽结构。运用ANSYS有限元分析软件,分析出刀尖区域的Mises应力分布,并分别对比普通车刀刀尖的最大Mises应力值。结果表明,平行于切削刃的微沟槽刀尖最大时Mises应力值达到最小,为5.74 MPa。

运用计算流体动力学理论，建立高压多路阀滑阀副液固两相流场和冲蚀的数学模型，对阀芯上开有微沟槽和均压槽的滑阀副内流场进行数值模拟，比较微沟槽和均压槽阀芯对泄漏量、卡紧力引起的轴向摩擦力、壁面摩擦力和壁面磨损率等摩擦性能的影响，将数值模拟结果与工程实际结果进行对比。结果表明，高压多路阀芯应用微沟槽表面织构技术后，其泄漏量、壁面摩擦力和磨损率均比均压槽降低，卡紧力引起的最大轴向摩擦力比均压槽稍大，微沟槽的摩擦性能优于均压槽；微沟槽表面织构技术可以有效提高高压多路阀的使用寿命；SSTk-ω模型和DPM模型能有效地模拟滑阀副液固两相流的流动规律。