Interacción fluido-partícula-estructura en el granallado de un solo disparo

Resumen El granallado es un proceso de trabajo en frío ampliamente utilizado. Se analizan los fenómenos físicos del granallado utilizando el solucionador acoplado de fluido-partícula-estructura desarrollado. Se investigan las influencias del campo de flujo y de parámetros del granallado como la velocidad de impacto de las bolas y el tamaño de las bolas en el caso de la caída, impacto y rebote de una sola partícula. El solucionador débilmente acoplado aplica el método de frontera inmersa, que permite la evaluación directa de las interacciones entre el campo de flujo no estacionario y los objetos en movimiento/deformación. El objeto elastoplástico de AISI4340 durante la colisión con bolas de acero rígido se analiza dinámicamente utilizando el método de elementos finitos. Como resultado, se aclara que el campo de flujo posterior a la colisión entre la bola y la estructura se puede caracterizar por el número de Reynolds relativo, que se basa en el diámetro de la bola y la velocidad relativa entre el flujo uniforme y las velocidades de las bolas en rebote. A medida que aumenta el número de Reynolds relativo, se generan estructuras de flujo complejas y vórtices en el lugar de la colisión. Estas estructuras fluidas afectan los fenómenos de colisión, lo que resulta en un comportamiento aleatorio de la bola y una indentación asimétrica en la estructura.