Efficient coolant lubricant application in narrow kerfs when sawing titanium alloys by simulation of thermal and mechanical fluid-solid interactions (Effi-Ti-Sim)
通过模拟热和机械流固相互作用,在锯切钛合金时在窄切口中高效应用冷却剂润滑剂 (Effi-Ti-Sim)
基本信息
- 批准号:439925537
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Priority Programmes
- 财政年份:
- 资助国家:德国
- 起止时间:
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The aim of this project is to develop a simulation model to calculate an efficiency-optimized design of the circular sawing of titanium alloys in advance. This model has to provide the lowest possible KSS pressure and volume flow for which an optimal cooling effect, tribology and chip transport in the cutting gap for different machining conditions is achieved. In the first phase of the project, fundamental experimental and simulative investigations of mechanisms in the sawing process were carried out. The model approaches, on which the desired simulation model is based, must be rooted on a comprehensive understanding of highly dynamic chip formation, heat transport mechanisms and fluid mechanics including the coupled fluid-solid interactionsIn the second phase of the project, the separate models for chip formation, the multi-phase flow and the heat transfer in the chip space, which were developed under partially idealized conditions, are to be consolidated, parameterized and merged. The consolidation and parameterization take place via further experiments with the realized and validated test setups. The sub-models are combined using the CEL approach in ABAQUS on the one hand and by coupling ABAQUS and the CFD software OpenFOAM or FLUENT on the other. An intensive exchange with other sub-projects within the SPP is planned for both areas of responsibility.To expand the parameter field, the test rigs are operated at increased surface temperatures, so that in addition to convective vapour-liquid interactions, radiation influences can also be taken into account. The two test rigs for heat transfer, which have already provided initial results at moderate temperatures, are also intended for the further characterization of particle-laden flows in the chip space with simultaneous evaporation of the KSS.
该项目的目的是开发一个仿真模型来提前计算钛合金圆锯切的效率优化设计。该模型必须提供尽可能低的 KSS 压力和体积流量,从而在不同的加工条件下实现切削间隙中的最佳冷却效果、摩擦学和切屑传输。在该项目的第一阶段,对锯切过程的机理进行了基础实验和模拟研究。所需仿真模型所基于的模型方法必须植根于对高度动态切屑形成、热传输机制和流体力学(包括耦合流固相互作用)的全面理解。在部分理想化条件下开发的切屑形成、多相流和切屑空间内的传热需要得到巩固、参数化和合并。通过使用已实现和验证的测试设置进行进一步的实验来进行巩固和参数化。一方面使用 ABAQUS 中的 CEL 方法组合子模型,另一方面通过 ABAQUS 和 CFD 软件 OpenFOAM 或 FLUENT 的耦合来组合子模型。计划与 SPP 内的其他子项目就这两个责任领域进行深入交流。为了扩大参数范围,试验台在升高的表面温度下运行,因此除了对流汽液相互作用外,辐射影响也可以予以考虑。两个传热试验台已在中等温度下提供了初步结果,也可用于进一步表征芯片空间中颗粒负载流以及 KSS 的同时蒸发。
项目成果
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