乔泽民，李俊烨，张雷，张心明

（长春理工大学 机电工程学院，长春 130022）

磨粒流研磨液颗粒特性的耗散粒子动力学数值模拟

乔泽民，李俊烨，张雷，张心明

（长春理工大学 机电工程学院，长春 130022）

采用了耗散粒子动力学（DPD）模拟方法，选取三种常用的磨粒晶胞团簇模型进行DPD仿真模拟，建立三种晶胞团簇模型、得到DPD条件下的温度、压力及晶格坐标下压力张量及压力差异系数等的变化趋势，结果发现碳化硅磨粒压力及温度变化性质都较稳定，力学性能最好；进一步对碳化硅磨粒晶胞团簇模型分析，得到稳定状态后的压力为22.6Pa，温度为1.0KT。

研磨液颗粒；耗散粒子动力学；力学特性

研磨液（磨料）是由一种具有粘弹性、柔软性和切割性的半固态载体和一定量磨砂拌和而成的固-液两相混合物［1］。在两相流中，固体和液体之间存在相互作用，固体颗粒在流体的作用下发生运动，由于流体相的驱动作用，磨粒与磨粒之间、磨粒与零件表面之间产生相互碰撞，从而壁面不断受到冲击力和摩擦力而发生磨损［2，3］。此磨损即为磨粒对被加工表面的磨削效果，如图1为磨粒流加工示意图。研究研磨液颗粒的动力学特性，对磨粒流加工的粘度、温度、压力等的控制及工件的精度都有现实意义。

图1 磨料流动加工过程示意图

耗散粒子动力学（Dissipative Particle Dynamics，简称DPD）是在模拟介观尺度内的流体中，展现出其前所未有的有效性及精准性，它可以用来对复杂流体的动态和静态行为进行模拟［4-6］。在耗散粒子动力学体系内，它的基本单元是通过模拟出的一些动量载体（其性质为离散性），即“粒子”，来实现介观模拟及分析，其形态如图2所示［7，8］。……