颗粒增强金属基复合材料具有高导热、高弹性模量、高硬度等优异性能,广泛应用于军事领域以及航空航天领域,但是传统的机械加工方法对其进行加工比较困难,而且加工效率低,电火花加工由于不受材料的强度、硬度限制的特点,在颗粒增强金属复合材料加工中具有较好的优越性。但颗粒增强金属基复合材料电火花加工存在材料蚀除效率低的问题,且目前对于其蚀除机理研究较少,由此本文通过对颗粒增强金属基复合材料单脉冲放电材料熔蚀和抛出过程进行仿真分析,并结合电火花加工试验验证了仿真结果,探究了颗粒增强金属基复合材料电火花加工材料蚀除过程,对提高材料蚀除效率起到指导意义。(1)单脉冲电火花加工材料熔蚀过程研究。基于颗粒增强金属基复合材料的多相材料特性以及传热学理论,分析放电热源,区分两相材料属性,建立增强颗粒均匀分布的单脉冲放电材料熔蚀过程二维模型,利用FLUENT软件熔化/凝固模型模拟热源条件下材料熔蚀过程。通过仿真结果,研究了脉冲宽度、峰值电流对材料熔蚀过程的温度场、熔池形貌以及熔池内熔化增强颗粒数量的影响。(2)材料的抛出与凝固过程研究。基于材料熔蚀仿真结果,考虑熔融材料与固相增强颗粒形成的流固耦合环境,采用VOF模型区分不同相态之间的相互作用,建立放电通道冲击以及气化爆炸力冲击作用下的材料抛出流体动力学模型。利用重叠网格与6DOF动网格相结合建立放电通道以及固相颗粒运动的几何模型。对材料抛出和凝固过程进行了仿真,并研究了开路电压、峰值电流对熔融材料以及固相增强颗粒抛出的影响,得到熔融材料和固相颗粒的速度场变化规律。(3)仿真模型的验证。进行颗粒增强金属基复合材料电火花加工试验,对比仿真结果,仿真熔池深度略大于试验凹坑深度,在误差允许范围内仿真模型相对准确。通过对凹坑表面形貌特征及成分进行分析,表明试验与仿真结果的凹坑形貌具有相同特征,同时在电蚀产物中检测含有增强颗粒,证明熔融材料能携带颗粒抛出在放电间隙中。综上,本文主要从颗粒增强金属基复合材料电火花加工材料蚀除的机理出发,通过仿真分析了材料蚀除过程,并研究了放电参数对材料蚀除的影响规律,结合试验验证了仿真结果的正确性,为进一步研究材料的高效蚀除提供了一定的借鉴意义。