中文摘要：

项目针对钴结壳机械齿和水射流联合破碎方法展开研究。通过数值仿真获取淹没状态下射流的速度特性。采用SPH方法对射流破碎钴结壳的过程进行了仿真，揭示了射流破碎钴结壳的工作机理。建立了机械齿和水射流联合破碎钴结壳的有限元模型。研究结果表明采用射流辅助机械齿破碎钴结壳有助于降低机械齿所需的切削力；射流作用点和机械齿作用点之间的距离对降低机械齿切削力的幅值起关键作用，当两者的作用点重合时，射流的引入可以显著降低刀具切削力。研制了钴结壳机械齿和水射流联合破碎实验装置和钴结壳模拟料。开展了射流破碎钴结壳性能实验和射流辅助机械齿切削钴结壳性能实验。实验结果表明圆锥形喷嘴的最优收缩角为40 。射流系统的工作压力、喷距和喷射角度是决定射流系统切削能力的主要参数；其重要程度依次为工作压力、喷距和喷射角度；提高射流系统工作压力是提高射流切削能力最有效的方法；在射流工作压力一定的情况下，为了提高射流的切削能力，射流的喷距宜控制在4mm（4倍喷嘴直径）内，射流的喷射角度宜控制在13 。在钴结壳模拟料的切削破碎过程中存在明显的冲击载荷；采用水射流辅助机械齿破碎钴结壳模拟料能够显著降低破碎过程中产生的最大冲击载。