ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Аннотация
В статье представлено математическое описание процесса растекания и одновременного затвердевания жидкой частицы при соударении ее с твердой поверхностью подложки и построены приближенные численные методы для расчета. Эти алгоритмы являются продолжением численных исследований по разработке приближенных методов расчета, в которых исследовались упрощенные модели для отдельных величин, таких как температура в частице, подложке, в области контакта, нахождение поля скоростей для определения формы растекшейся частицы.

Разработанная модель позволяет проводить численные эксперименты по исследованию процесса соударения отдельной капли с пространственной поверхностью и ее растекание, а также формирование структуры плазменных покрытий. Результаты исследований показывают, что численные методы являются достаточно эффективными при изучении нелинейных задач. На базе проведенных экспериментальных исследований процессов взаимодействия с подложкой и растекания на ней частиц показана адекватность разработанных теоретических зависимостей.

Список литературы
1. Nichols B.D., Hirt C.W., Hotchkiss R.C. SOLA-VOF: a solution algorithm for transient fluid flow with multiple free boundaries: report LA-8355 (US-32 and US-34). – Los Alamos: Los Alamos National Scientific Laboratory Publ., 1980. – 58 p.

2. Нанесение покрытий плазмой / В.В. Кудинов, П.Ю. Пекшев, В.Е. Белащенко, О.П. Солоненко, В.А. Сафиуллин. – М.: Наука, 1990. – 408 с. – ISBN 5-02-006040-2.

3. Солоненко О.П., Смирнов A.B. Соударение капли расплава с поверхностью: теория и модельный эксперимент // Доклады Академии наук. – 1998. – Т. 363, № 1. – С. 46–49.

4. Fukanuma H. A porosity formation and flattening model of an impinging molten particle in thermal spray coatings // Journal of Thermal Spray Technology. – 1994. – Vol. 3, iss. 1. – P. 33–34. – doi: 10.1007/BF02648997.

5. Исследование структуры плазменных износостойких покрытий на основе оксидной керамики с включениями твердой смазки / Ф.И. Пантелеенко, В.А. Оковитый, Т.Л. Талако, О.Г. Девойно, А.Ф. Пантелеенко, В.В. Оковитый // Наука и техника. – Минск, 2013. – № 5. – С. 15–21.

6. Девойно О.Г., Оковитый В.В. Композиционный порошок на основе диоксида циркония, частично стабилизированный оксидом церия // Наука и техника. – Минск, 2013. – № 6. – С. 3–8.

7. Моделирование растекания и затвердевания частицы при плазменном напылении / Г.Ф. Громыко, Г.М. Заяц, А.Ф. Ильющенко, С.П. Кундас // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. – Минск, 1999. – Вып. 22. – С. 101–107.

8. Моделирование процессов газотермического напыления покрытий / А.Ф. Ильющенко, В.А. Оковитый, А.И. Шевцов, Г.Ф. Громыко. – Минск: Беспринт, 2008. – 264 с.

9. Моделирование процессов формирования теплозащитных покрытий на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидами редкоземельных металлов / Г.Ф. Громыко, А.Ф. Ильющенко, А.И. Шевцов, В.В. Оковитый // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. – Минск: Белорусская наука, 2013. – Вып. 36. – С. 36–40.

10. Simulation and experimental studies of particles interaction with plasma jet in vacuum plasma spraying processes / S. Kundas, V. Gurevich, A. Ilyuchenko, V. Okovity // Journal of Advanced Materials. – 2000. – Vol. 32, iss. 3. – Р. 3–11.

11. Кундас С.П., Ильющенко А.Ф., Оковитый В.А. Релаксация напряжений в плазменных покрытиях за счет образования трещин // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. – Минск: Тонпик, 2002. – Вып. 25. – С. 79–84.

12. Оковитый В.А. Модель напряженного состояния системы «покрытие-подложка» при плазменном напылении // Порошковая металлурги: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. – Минск: Геопринт, 2003. – Вып. 26. – С. 113–116.

13. Моделирование режимов напыления плотной керамики на основе диоксида циркония / В.А. Оковитый, Г.Ф. Громыко, А.Ф. Ильющенко, Н.П. Мацука, Ф.И. Пантелеенко, А.И. Шевцов, В.В. Оковитый // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. – Минск: Белорусская наука, 2010. – Вып. 33. – С. 9–20.

14. Моделирование процесса формирования керамических покрытий на основе диоксида циркония / Г.Ф. Громыко, В.А. Оковитый, А.Ф. Ильющенко, А.И. Шевцов, В.В. Оковитый // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. – Минск: Белорусская наука, 2012. – Вып. 35. – С. 170–176.

15. Разработка системы уравнений по определению температуры и напряжений при формировании теплозащитных покрытий на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидами редкоземельных металлов / Г.Ф. Громыко, А.Ф. Ильющенко, А.И. Шевцов, В.В. Оковитый // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. – Минск: Белорусская наука, 2014. – Вып. 37. – С. 198–207.