SiC/Al功能梯度材料的電火花多脈沖溫度場仿真

唐 霖 ，任 磊 ，馮 鑫 ，趙建社 ，朱秋林

（1.西安工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，陜西西安710021；2.南京航空航天大學(xué)，江蘇省精密與微細制造技術(shù)重點實驗室，江蘇南京 211106）

SiC/Al功能梯度材料的電火花多脈沖溫度場仿真

唐 霖1，任 磊1，馮 鑫1，趙建社2，朱秋林1

（1.西安工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，陜西西安710021；2.南京航空航天大學(xué)，江蘇省精密與微細制造技術(shù)重點實驗室，江蘇南京 211106）

為探索SiC/Al功能梯度材料的電火花加工特性，建立了電火花加工連續(xù)多脈沖放電溫度場仿真模型，開展了連續(xù)多脈沖放電蝕除動態(tài)模擬仿真研究，應(yīng)用生死單元法分析了放電凹坑位置的隨機分布情況，研究了峰值電流、脈沖寬度對放電凹坑和材料去除率的影響規(guī)律，并進行了實驗驗證。結(jié)果表明：隨著峰值電流和脈沖寬度的增大，材料去除率逐漸提高，仿真結(jié)果與實驗結(jié)果具有相同的變化趨勢；誤差分析顯示，理論值與實驗結(jié)果最大誤差為9.84%，最小誤差為5.10%。

功能梯度材料；電火花加工；連續(xù)多脈沖放電；生死單元法

SiC/Al功能梯度材料兼具金屬、陶瓷兩種材料的良好特性，在軍事國防、航天航空等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛[1-5]，但該材料中的陶瓷成分導(dǎo)致機械加工效率低、成本高、質(zhì)量差[6]，故探索其穩(wěn)定可靠加工機理具有重要的科學(xué)研究意義和實際應(yīng)用價值。

電火花加工利用電熱作用對工件進行蝕除，可實現(xiàn)功能梯度材料的加工[7-10]。國內(nèi)外學(xué)者對電火花加工SiC/Al材料進行了大量研究。Mohan等[11-12]用旋轉(zhuǎn)電極對體積分數(shù)為20%、25%的SiC/Al進行電火花加工實驗，采用遺傳算法優(yōu)化加工參數(shù)，獲得了較高的材料去除率和較低的電極損耗。……