电解加工技术具有可加工任意导电金属材料、无机械切削力、加工效率高等独特优点,成为了难切削金属材料、复杂型腔和型面零件的主要加工手段。然而,电解加工过程中,受到阳极金属材料溶解特性、电场、温度场、流场、脉冲电流等多种因素影响,使其难以获得非常高的工件表面质量和成型精度。为此,本文根据GH4169材料的电化学溶解特性,对该材料的某型叶片电解加工过程的多物理场及三维流场动态模型进行了深入研究,有助于实现参数优选,提高工件成型精度,保证加工稳定进行,主要研究内容如下。1)GH4169材料的电化学溶解特性研究。分析了 GH4169在NaCl和NaNO3两种经典溶液中的电导率、开路电压、极化曲线、电化学阻抗谱,结果表明:NaCl溶液虽加工效率较高,但稳定性相比NaNO3溶液较差。其次,分析了不同溶液浓度、温度条件对GH4169电化学溶解特性的影响,比较了电化学体系内的动力学参数变化,得出结论:应选择高浓度和温度的NaNO3溶液作为电解液。2)电解加工多物理场动态模拟。针对GH4169材料的某型叶片在COMSOL软件中构建了直流及脉冲电源下的电解加工多物理场耦合模型,得到了加工过程中电场、气液两相流场、温度场和结构场的分布情况,分析了不同加工参数下电流密度、气泡率、温度与蚀除量沿流程的分布规律。结果表明:电解液气泡率和温度随流程增大,而改变进给速度对间隙内气泡、温度分布影响较为明显;增大加工电压和进给速度,可以提高加工效率,但分别会影响电流密度的均匀性和电解加工的稳定性;减小脉冲电源的占空比,有利于脉冲断电期间加工间隙内的温度和气泡率的恢复,但不能恢复至初始状态;增加脉冲电源的频率,有利于减小气泡、温度波动,提高电解加工的稳定性。3)电解加工三维流场动态模拟。在Fluent软件中构建了 GH4169材料的某型叶片电解加工三维流场模型,并利用动网格技术模拟了其电解加工内部三维流场动态特性,结果表明:15s内模型压力趋于稳定,间隙内流场可在2s内达到稳定状态,但间隙阴极面存在低速区D,流向杂乱,可对入口处进行导流优化。通过试验表明流场整体设计基本合理,能保证加工正常进行。图[75]表[21]参[61]