张小强　祝锡晶　王建青

中北大学,太原,030051



超声振动珩磨单空化泡溃灭温度研究

张小强祝锡晶王建青

中北大学,太原,030051

摘要：为了研究超声振动珩磨作用下的空化效应，基于超声空化动力学和热力学基本定律，建立了超声振动珩磨单空化泡热力学方程；数值模拟了各珩磨参数对空化泡运动半径的影响，间接分析了各参数对单空化泡溃灭温度的影响。结果显示，珩磨参数对空化泡溃灭温度影响微弱，单空化泡的溃灭温度大约为300～1400 K；在超声钻床上，以铝箔纸为试验材料进行了超声空化试验，试验结果与理论分析基本一致。

关键词：超声振动珩磨；空化；热力学；溃灭温度

0引言

超声空化是超声波加工中一种物理现象，随着工业技术的快速发展，超声空化已被广泛应用于超声领域，如超声清洗、超声医学等。空化泡在生长过程中，泡内压力和温度急剧上升，最后伴随空泡溃灭瞬间释放，形成高温高压区[1]。该高温高压会形成一股热流直接冲击工件表面，使得工件表面受到热损伤。超声振动珩磨是功率超声振动技术在精密磨削领域的重要应用之一[2]，在加工过程中，冷却液在超声波的作用下，会发生空化效应。为了提高加工效率和加工质量，有必要从微观角度对空化泡溃灭进行深入研究。

超声作用下，冷却液在珩磨区会由于负压作用而产生气核，该气核会在超声波的作用下变为气泡，经历初生、生长、振荡及溃灭一系列动力学过程[3]。

国内外学者对空化泡动力学及空化泡的溃灭进行了大量研究。……