董 星， 郭忱灏， 孙永猛

(1.黑龙江科技大学 机械工程学院， 哈尔滨 150022； 2.潍坊理工学院 新松机器人学院， 山东 潍坊 262500)

0 引 言

石墨具有导热、导电、耐高温、韧性好等优良性能，是重要的战略资源[1-2]。鳞片石墨又称为晶质石墨，其性能均优于其他类型石墨，因此广泛应用于诸多国民经济领域[3]。空化水射流是指利用空化气泡溃灭产生的冲击力增强射流效果的混合水射流[4-5]。空化气泡初生和发展阶段会累积大量势能，在空泡溃灭时会释放出大量动能，达到空蚀破坏的效果，具体体现在高速微型射流。射流空化的全过程包括空泡的孕育与初生、发育与长大、收缩和溃灭。高压区溃灭空泡产生的高速微射流及强烈的冲击波，造成材料损伤[6]。为有效利用空化形成的微射流冲击效应，学者们通过理论分析、数值模拟等方法进行了相关研究，取得了相应研究成果[6-12]，但对微射流解离鳞片石墨的研究鲜见报道。笔者采用ANSYS/LS-DYNA软件对前混合空化水射流形成的微射流冲击鳞片石墨过程进行数值模拟，分析了微射流加载时间对射流解离鳞片石墨效果和冲击速度衰减规律的影响，获得了冲击载荷作用下的石墨靶体应力状态及表面形貌特征，为微射流解离鳞片石墨奠定技术基础。

1 基本模型与计算方法

1.1 几何模型

根据前混合空化水射流解离的鳞片石墨颗粒实际情况，将鳞片石墨颗粒靶体简化为长方体，其尺寸为0.15 mm×0.10 mm×0.04 mm；将空化水射流形成的微射流简化为前端是半球体、后端是圆柱体组成的轴对称结构体。……