مدلسازی برخورد ذرات مذاب به زیرلایه

پخش شدن قطره مذاب در برخورد به سطح صلب در پوشش دهی به روش ترمال اسپری و یا پوشش دهی حرارتی از اهمیت بسیاری برخوردار است. پوشش، تحت تأثیر شکل و میزان پخش شدن ذره و یا قطره برخورد یافته می تواند از پیوستگی و انسجام مناسب تر برخوردار بوده و کمتر تخلخل داشته باشد. همچنین پروفیل فشار به وجود آمده در طی پدیده تغییر شکل یافتن قطره در برخورد به زیرلایه و یا دیگر لایه های از پیش شکل یافته و میزان فشار گذرا و ماکزیمم درونی این قطره در تماس با ذرات شکل یافته قبلی نقش موثری در چسبندگی ذرات به هم و زیرلایه دارد. دانسیته، چسبندگی و دیگر خصوصیات فیزیکی و رفتار مکانیکی این پوشش های شکل یافته به روش ترمال اسپری می توانند با مطالعه چگونگی پخش شدن این ذرات برخورد یافته بهبود یابند. از نشاندن این پوشش ها بر روی قطعات مکانیکی، در راستای تقویت خصوصیات سایشی و خوردگی این قطعات استفاده می شود. مطالعات گسترده ای در زمینه برخورد ذرات جامد و یا نیمه جامد و قطرات مذاب به سطوح صلب بصورت عمودی انجام شده است. همچنین در این مطالعات عمدتا میزان پخش شدگی این قطرات برخورد یافته با سرعت لحظه برخورد بررسی و مدل شده است، لیکن قطرات برخورد یافته با زاویه غیر نرمال از پیچیدگی بیشتری برخوردار بوده و در زمینه پوشش دهی سطوح داخلی مخازن از اهمیت ویژهای برخوردار است. سرعت برخورد قطرات در پروسه پاشش حرارتی بسیار بالاست و انجام مطالعات آزمایشگاهی نیاز به تجهیزات پیشرفته دارد در این تحقیق ابتدا مدلسازی قطره برخورد یافته به یک سطح صلب با سرعت بالا در لحظه برخورد (یکصد متر بر ثانیه) در نرم افزارls- dyna و در حالت برخورد عمودی با زیرلایه مدل و انجام شده است؛ و بعد از اطمینان از صحت نتایج با توجه به مقایسه آن با نتایج مرجع، مدلسازی تعمیم داده شده و به محاسبه ضرایبی همچون نسبت پهن شدگی، ارتفاع ماکزیمم قطره (یا ضخامت نهایی پولک تخت شده) و فشار گذرای داخل قطره با استفاده از تغییر در میزان ضریب اصطکاک زیرلایه، سرعت قطره و زاویه برخورد قطره پرداخته شده است. در ضمن مدلهای تحلیلی تخت شدگی قطره برخورد یافته به سطح صلب مرور شده و با نتایج نرم افزاری مقایسه شده است. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند در بهتر نمودن کیفیت و کارایی پوشش شکل یافته در طی پروسه پوشش دهی حرارتی موثر باشد.