技術(shù)特征：

1.一種類人工關(guān)節(jié)件磨粒流湍流拋光變溫加工方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)在類人工關(guān)節(jié)件外套裝玻璃約束構(gòu)件，玻璃約束構(gòu)件的內(nèi)表面與類人工關(guān)節(jié)件的曲面表面形成厚度均勻的仿形流道，玻璃約束構(gòu)件由壁厚相同的玻璃材料制成，玻璃約束構(gòu)件的兩端分別設(shè)有仿形流道入口和仿形流道出口，類人工關(guān)節(jié)件的被加工曲面成為仿形流道壁面的一部分，由仿形流道入口向仿形流道內(nèi)通入磨粒流，使磨粒流以湍流狀態(tài)進入仿形流道中，通過磨粒流中磨粒的無序運動來實現(xiàn)類人工關(guān)節(jié)件表面的加工；

2)建立仿形流道內(nèi)磨粒流的湍動能h與湍流強度I的關(guān)系式，其計算公式為：

$h=\frac{3}{2}{\left(uI\right)}^2,$

式中，u為磨粒流的平均速度，I為磨粒流的湍流強度，其中磨粒流的湍流強度I的計算公式為：

$I=0.16{R_e}^{-\frac{1}{8}},$

式中，Re為磨粒流的雷諾系數(shù)，Re的計算公式為：

$R_e=\frac{\mathrm{\ρ}ud}{\mathrm{\μ}},$

式中，ρ為磨粒流的密度，d為水力直徑，μ為磨粒流的粘度，μ的計算公式為如下：

$\mathrm{\μ}=\frac{0.01779}{1+0.03368t+0.0002110t^2},$

式中，t為磨粒流的溫度；

將雷諾系數(shù)Re的計算公式和粘度μ的計算公式代入湍流強度I的計算公式中，得到湍流強度I的公式計算如下：

$I=0.09669\mathrm{\ρ}ud{(1+0.03368t+0.0002110t^2)}^{-\frac{1}{8}},$

將湍流強度I的公式代入湍動能h的公式中，得到湍動能的計算公式如下：

$h=0.01402u^4{\mathrm{\ρ}}^2{d}^2{(1+0.03368t+0.002110t^2)}^{-\frac{1}{4}};$

3)建立磨粒流的動能損失公式，磨粒流的動能損失包括湍動能的沿程損失和局部損失；

湍動能的沿程損失為需要克服摩擦阻力而損耗的湍動能，此摩擦阻力主要是流體與管壁及流體本身的內(nèi)部摩擦組成；沿程損失與長度、粗糙度及流速的平方成正比，而與管徑成反比，采用達西一維斯巴赫公式計算，因此磨粒流湍流動能的沿程損失h₁的計算公式為：

$h_l=\mathrm{\λ}\frac{{\mathrm{lu}}^2}{R8g},$

式中，R—非圓管的水力半徑；λ為阻力系數(shù)，λ的計算公式為：

$\mathrm{\λ}=\frac{0.316}{{R_e}^{0.25}},$

湍動能的局部損失為磨粒流湍流在彎頭處進行方向變化而損耗的湍動能h_s，h_s的計算公式為：

$h_s=\mathrm{\ξ}\frac{u^2}{2g}=k\frac{\mathrm{\θ}}{90}\frac{u^2}{2g}=\[1.31+0.159{\left(\frac{d}{k}\right)}^{3.5}\]\frac{\mathrm{\θ}}{90}\frac{u^2}{2g},$

式中，ξ為局部阻力系數(shù)，θ為彎管過渡角，d為彎管水力直徑，k為彎管中線曲率半徑，θ的計算公式為：

$\mathrm{\θ}=\frac{l}{k},$

4)結(jié)合湍動能的計算公式和沿程損失和局部損失的計算公式，建立溫度與加工路徑的關(guān)系式：

設(shè)常溫為t₀時，湍動能計算公式h₀為：

$h_0=0.01402u^4{\mathrm{\ρ}}^2{d}^2{(1+0.03368t_0+0.002110{t_0}^2)}^{-\frac{1}{4}},$

設(shè)補償溫度后磨粒流溫度為t_n，此時的湍動能h_n為：

$h_n=0.01402u^4{\mathrm{\ρ}}^2{d}^2{(1+0.03368t_n+0.002110{t_n}^2)}^{-\frac{1}{4}},$

則湍動能的差值為△h＝h_n-h₀，為了保證加工的均勻性，令△h＝0，根據(jù)此等式建立溫度與加工路徑的關(guān)系式如下：

$\begin{array}{c}0.01402u^4{\mathrm{\ρ}}^2{d}^2\[{\left(1+0.03368t_0+0.002110{t_0}^2\right)}^{-\frac{1}{4}}-{\left(1+0.03368t_n+0.002110{t_n}^2\right)}^{-\frac{1}{4}}\]\\ -\[1.31+0.159{\left(\frac{d}{k}\right)}^{3.5}\]\frac{\mathrm{\θ}}{90}\frac{u^2}{2g}=0\end{array},$

設(shè)常溫為24℃，由此轉(zhuǎn)換得到根據(jù)加工路徑變化后的溫度變化，即溫度補償函數(shù)T，其計算公式為：

$T=2262.4\×{(0.00018814l^{\frac{4}{3}}+1.641)}^{\frac{1}{2}}-76.199;$

5)根據(jù)溫度補償函數(shù)T沿仿形流道的側(cè)面設(shè)置多個電磁波加熱源，磁波加熱源沿仿形流道分布并正對仿形流道，電磁波加熱源的分布疏密根據(jù)溫度補償函數(shù)來確定，通過電磁波加熱源對仿形流道內(nèi)各個位置進行加熱；

6)待整個裝置穩(wěn)定工作后，通過獨立調(diào)節(jié)每個電磁波加熱源，對仿形流道內(nèi)各個位置進行溫度補償，并利用磨粒流對類人工關(guān)節(jié)件進行持續(xù)加工，直到完成整個加工過程為止。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種類人工關(guān)節(jié)件磨粒流湍流拋光變溫加工方法，其特征在于：通過電磁波加熱源的電磁波波長來控制電磁波加熱源的補償溫度，電磁波加熱源的強度由溫度補償函數(shù)T確定，根據(jù)人工關(guān)節(jié)的尺寸、種類和加工條件，計算出不同的湍動能的溫度補償函數(shù)，并根據(jù)溫度補償函數(shù)對每個電磁波加熱源進行控制，該過程通過計算機來執(zhí)行，實現(xiàn)湍動能的補償。