CN108090282A - 慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，将超声振动加载到电极丝上，由电极丝带动工作液作往复运动，从而，电火花线切割加工所产生的蚀除产物在工作液的往复运动作用下加速排除，使得加工间隙内的排屑条件得到明显的改善，从而减少断丝、短路以及电弧放电等不利因素的发生，保证加工的连续性，提高加工效率，改善工件表面质量。同时，基于多物理场仿真软件COMSOL，对慢走丝电火花线切割加工以及加载超声振动后的慢走丝电火花线切割加工间隙内流场、温度场以及声场进行多物理场耦合仿真分析，分别得出这两种加工工艺下加工间隙内工作液流速、压力以及加工间隙内温度分布情况，将仿真结果进行对比。

Description

慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法

技术领域

本发明涉及一种超声辅助的慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，具体地说是基于有限元仿真软件COMSOL对超声辅助电火花线切割加工放电间隙内流场、温度场以及声场进行多物理场耦合仿真分析。

背景技术

随着科学技术的发展，微型化、精密化已成为航天航空、生物医疗器械等众多领域的发展趋势，机械零件正朝着复杂化、多样化、小型化的方向发展。TiNi-01形状记忆合金由于具有高延展性、高热回复性，已经被广泛应用于医疗器械上。

由于材料本身的特性，传统的切削加工产生的宏观切削力对材料的加工精度有比较大的影响，需要采用特种加工来保证材料的高加工精度。目前，特种加工方法主要有电火花线切割加工、电解加工、激光加工、水刀加工等，其中，电火花线切割加工能保证较高的工件表面粗糙度和加工精度。

电火花线切割加工采用电极丝与工件之间的放电蚀除原理对材料进行加工。工件加工时，电极丝作为负极，工件作为正极，电介质为去离子水，当电极丝与工件的距离小到一定程度时，电介质被击穿并形成瞬间放电通道，产生瞬时高温使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来。电火花线切割加工无宏观切削力，属于非接触式加工。电火花线切割加工的工件厚度通常不超过20mm，当工件厚度增大时，加工稳定性显著下降，断丝、短路频繁发生，严重影响加工精度与加工效率。此外，中途重新穿丝与开机会引起工件表面烧伤，影响加工过程的完整性。

由于电极丝的具体形态很难通过试验的形式来确定，并且放电产生的瞬时高温在工作液中的损耗以及工作液的汽化情况都没有统一的说法，因此极间工作液的流动状态也很难通过试验进行分析，故只能通过计算机模拟仿真的方法进行分析。以往对于放电间隙工作液流场的仿真分析并不能很好地考虑电火花放电时所释放的能量在工作液中的损耗，并且没有考虑放电时所产生的瞬时高温会使得工作液汽化而对工作液流速以及压力所产生的影响，因此，对于极间工作液的排屑情况并没有很明确的定论。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种超声辅助的慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，其基本思路是根据实际工况建立简化的物理模型，在多物理场仿真软件COMSOL中建立几何模型，耦合超声振动、温度场以及流场，进行工作液的流速、压力分布以及放电间隙温度分布的仿真计算，可以方便直观地分析超声振动对极间蚀除产物排出的效果以及对放电间隙的冷却效果。

本发明的技术方案为：一种慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，包括如下步骤：

一种超声辅助的慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，根据实际工况，选取主要加工放电区作为研究对象，建立加工间隙工作液流场的理论模型；

步骤二，物理场的选择

(1)确定工作液的流动状态为湍流；

(2)在传统慢走丝电火花线切割条件下，在“选择物理场”选项中选择“传热>共轭传热>湍流”，在超声辅助慢走丝电火花线切割条件下，在上述物理场的基础上添加“声压力场”来加载超声振动；

(3)求解方式选择为“瞬态”，在“选择研究”树中选择“所选物理场接口的预设研究”>瞬态；

步骤三，在多物理场仿真软件中建立有限元模型

步骤四，材料属性设置

将工件表面设置为TiNi-01形状记忆合金；将电极丝设置为铜；将工件表面和电极丝之间的域的材料设置为水；

步骤五，边界条件设置

将矩形几何模型的前面设置为工作液流入的平面，并将流入压力设置为喷嘴压力；将后面设置为工作液流出的平面；将与空气接触的左、右侧面设置为“开边界”，并将压力设置为一个标准大气压；给上平面和下平面添加“壁”属性；

步骤六，加载高斯热源

步骤七，几何模型网格划分

在仿真软件中使用自适应网格细化算法对模型进行网格划分，将温度增量ΔT作为默认网格上参数化求解器的连续性参数，使用自适应求解器得到自适应网格；

步骤八，求解器设置并求解

首先，使用ΔT作为默认网格上参数化求解器的连续性参数来求解，逐渐减小ΔT的值；然后，使用自适应求解器得到自适应网格；最后，再次使用参数化求解器，进一步将ΔT的值降至10K，在“瞬态求解”的设置窗口中设定时间步长为3us，求解时间为500us；

步骤九，求解结果的后处理，得出传统慢走丝电火花线切割加工间隙工作液流场速度、压力云图，得出加工间隙温度场云图；

步骤十，在上述模型基础上加载超声振动

(1)超声振动通过变幅杆传递到电极丝上，电极丝在超声作用下做水平往复振动，在靠近电极丝的地方取液体微元，对其进行受力分析；

(2)根据超声波发生器以及变幅杆的规格，得出振幅和频率的大小；

(3)根据电极丝的振动标准方程，对其求关于时间t的二阶导数，便可得到电极丝振动的加速度表达式；

(4)将超声振动以“指定加速度”的方式添加到表示电极丝的平面上；

步骤十一，超声振动工况下的几何模型网格划分

几何模型网格划分方法与步骤七所述的方法一致；

步骤十二，求解器设置并求解

求解器设置方法与步骤八中所述的方法一致；

步骤十三，求解结果的后处理，得出超声辅助慢走丝电火花线切割加工间隙工作液流场速度、压力云图，得出加工间隙温度场云图；

步骤十四，对比分析传统慢走丝电火花线切割加工和超声辅助电火花线切割加工间隙内工作液流速、压力以及温度分布情况来探究超声振动对极间蚀除产物排出的效果以及对放电间隙的冷却效果。

所述步骤一的具体方法为：

第一步，确认工作液的流动是在环形管中的流动；

第二步，从流体力学以及上述线切割放电极间几何模型得出，介质在极间的流动属于同心环缝隙流动，也是平行于平板的缝隙流动，将其在平面上展开，即可得平行于平板的简化缝隙流动模型；

第三步，忽略电蚀产物对工作液电导率及密度的影响，将加工间隙中流场简化近似看作气液两相流动，从而，缝隙流动模型进一步简化为狭窄矩形通道内的沸腾换热模型。

所述步骤三的具体方法为：根据步骤一所确定的理论模型，在多物理场仿真计算软件COMSOL中按照实际尺寸建立有限元仿真计算模型。

所述步骤六的具体方法为：

第一步：以高斯热源的热流密度模型为基础，结合实际加工中的峰值电流和放电电压，推导出热流密度的表达式；

第二步：将高斯热源以热流密度的形式加载到表示电极丝的平面上，在MATLAB中编写随机函数，生成100个随机点，将高斯热源加载到这些点上；对于超声辅助电火花线切割加工，将这100个放电点等距地加载在电极丝上。

所述步骤十四的具体方法为：分别将传统电火花线切割加工间隙内工作液的流速、压力分布以及加工间隙内温度分布与超声辅助电火花线切割加工间隙内工作液的流速、压力以及加工间隙内温度分布作对比，选取加工间隙中点处的压力、流速以及温度的仿真值，在绘图软件Origin中分别作出压力、流速以及温度随喷嘴压力增大而变化的散点图。

本发明的有益效果：本发明提出的一种超声辅助的慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，具有以下优点：

(1)在电极丝上加入了超声振动，其特征在于：将超声振动加载到电极丝上，使得电火花线切割加工产生的蚀除产物在超声振动作用下做水平往复振动，从而加快蚀除产物从加工间隙中的排出速度，并且有效避免了过度放电和电弧放电，预防短路以及断丝，缩短时间成本，提高了加工效率，同时也提高了加工表面质量。

(2)从实际加工情况出发，考虑了脉冲放电产生的瞬时高温对工作液蒸发作用的影响，将此类问题转化为狭窄矩形通道内沸腾换热的物理模型，为分析和研究电火花线切割加工工作液流场相关问题提供了新的解决方案和思路。

(3)建立了较为精准的理论模型，考虑了加工过程中工作液相变的情况，从而能更加准确地描述电火花线切割加工放电间隙工作液的流动速度、压力和温度分布情况以及对电蚀产物排出所产生的影响。

(4)本发明提出的一种超声辅助的慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，基于仿真软件COMSOL，利用系统自带的多物理场耦合模块，对传统慢走丝电火花线切割加工过程中加工间隙内温度场、声场进行了耦合分析，对超声辅助慢走丝电火花线切割加工过程中加工间隙内的温度场、声场以及流场进行了耦合分析，综合考虑了三场耦合后，相较于传统慢走丝电火花线切割加工放电间隙内工作液对蚀除产物排出的影响以及超声振动的冷却效果。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为实际工况示意图；

其中：(a)加工放电区侧面图，(b)加工放电区立体图；

图3为放电间隙流场简化几何模型；

图4为超声作用下，极间流体微元受力以及速度分布示意图；

图5为超声作用下，加工间隙内的流场示意图；

图6为超声作用下，加工间隙中点温度变化示意图；

图7、图8为本发明实施例中步骤十四的对比趋势图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

本发明的超声辅助的慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，包括如下步骤：

步骤一：根据图1所示的实际工况，选取主要加工放电区作为研究对象，建立有限元仿真计算的几何模型，具体方法为：

第一步：由于线切割加工的切缝是向后敞开的，而敞开的一面基本上被电蚀产物所堵塞，加上工作液运动的方向垂直于敞开的方向，因此可以近似地认为工作液的流动是在环形管中的流动。又因为是放电腐蚀加工，在两极的表面上布满了放电腐蚀的凹坑，表面粗糙，所以工作液的流动是在粗糙管壁中的粘性液体流动。电蚀产物与工作液的混合液在切缝中是缝隙流动，只要混合液及时将电极丝前进方向上的电蚀产物排离，就对加工的稳定进行没有影响，故只需要考虑电极丝前进方向上缝隙的排屑情况。

第二步：由流体力学以及上述线切割放电极间几何模型可以看出，介质在极间的流动属于同心环缝隙流动，也是平行于平板的缝隙流动，如果将其在平面上展开，即可得到图2(a)，(b)所示的平行于平板的简化缝隙流动模型。

第三步：加工过程中，由于电火花放电产生的瞬时高温会使得工件材料熔化或汽化，在工作液的冷却作用下使其重新凝固，形成电蚀产物。同时，放电所产生的瞬时高温会使工作液沸腾并瞬间汽化，这时所生成的气泡不能自由上浮，而是与液体混在一起，在传热学中，这种现象被称为“管内沸腾换热”。由以上分析可知，加工间隙中存在气、液、固三相混合流，由于电蚀产物所占的体积比很小，可以忽略其对工作液电导率及密度的影响，因而将加工间隙中流场简化近似看作气液两相流动。从而，模型进一步简化为狭窄矩形通道内的沸腾换热模型。

该有限元模型为长宽高分别为25mm*0.471mm*0.05mm的长方体。

步骤二：选择物理场。

第一步：确定工作液的流动状态。由雷诺系数计算公式可知，实际加工中，工作液的流动状态为湍流。

第二步：在传统慢走丝电火花线切割条件下，在“选择物理场”选项中选择“传热>共轭传热>湍流”，单击“添加”，单击“研究”；在超声辅助慢走丝电火花线切割条件下，还需要在上述物理场的基础上添加“声压力场”来加载超声振动，单击“添加”，单击“研究”。

第三步：由于放电点随着时间的变化而转移，因此热源的分布也随时间的变化而变化，故求解方式选择为“瞬态”。在“选择研究”树中选择“所选物理场接口的预设研究”>瞬态，单击“完成”。

步骤三：创建几何模型。在工具栏中单击“几何”，选择“长方体”，构建一个长宽高分别为25mm*0.471mm*0.05mm的长方体。

步骤四：材料属性设置，具体方法为：

第一步：将矩形几何模型的上平面(图3)所表示的工件表面设置为TiNi-01形状记忆合金。点击“材料”按钮，添加“空材料”到组件，在材料属性中设置TiNi-01形状记忆合金的各项性能参数；

第二步：将矩形几何模型的下平面(图3)所表示的电极丝设置为铜(copper)；将上平面和下平面之间的域的材料设置为水(water，liquid)。

步骤五：设置边界条件，具体方法为：

在“湍流”接口中，给上平面和下平面添加“壁”属性，并将下平面设置为“线弹性材料”；将前平面(图3)设置为工作液流入的平面，并设置流入压力为1.2MPa；将后平面(图3)设置为工作液流出的平面，并设置压力为一个标准的大气压；左、右平面(图3)与空气接触，将它们设置为“开边界”并将压力设置为一个标准大气压。

步骤六：在“流体传热”接口对模型加载高斯热源，具体方法为：

第一步：以式(1)为高斯热源的数学模型，

式中q(r)表示半径r处的热流密度；q_m为最大热流密度；k为能量集中系数，这里取2；R(t)表示t时刻的通道半径。

设Q为高斯热源的总输入功率，放电电压为U，峰值电流为I，能量分配系数为η，则：

Q＝ηUI (2)

因此，由(2)式和(3)式可得：

将(4)式带入(1)式得：

通常情况下，放电通道半径R(t)取经验公式：

R(t)＝1.2*10^-3,I^0.43*t_on ^0.44 (6)

将(6)式代入(5)式中即可得到高斯热源的热流密度q(r)的表达式。

第二步：将q(r)加载到面6的中心点处，将高斯热源以热流密度的形式加载到表示电极丝的平面上。对于传统电火花线切割加工，放电点的位置具有很强的随机性，基于此，在MATLAB中编写随机函数，生成100个随机点，将高斯热源加载到这些点上即可；对于超声辅助电火花线切割加工，放电点分布较均匀，因此，可以假设放电点服从均匀分布，将这100个放电点等距地加载在电极丝上。加载效果如图3所示。

步骤七：几何模型网格划分，具体方法为：

第一步：在“模型开发器”窗口的“组件1”节点下，单击“网格1”

第二步：在“网格”的“设置”窗口中，定位到“网格设置”栏，从“单元尺寸”列表中选择“极细化”。

步骤八：求解器设置并求解，具体方法为：

第一步：在“模型开发器”窗口中，单击“研究1”，在“研究”的“设置”窗口中，定位到“研究设置”栏，清楚“生产默认绘图”复选框。

第二步：为ΔT参数设置辅助连续扫描。在“模型开发器”窗口的“研究1”节点下，单击“步骤1：稳态”，在“稳态”的设置窗口中，单击以展开“研究扩展”栏，选中“辅助扫描”复选框，单击“添加”。

第三步：在“研究”工具栏中单击“研究步骤”，然后选择“稳态>稳态”。在“稳态”的设置窗口中，单击以展开“因变量值”栏，找到“求解变量的初始值”子栏，从设置列表中选择“用户控制”，从“方法”列表中选择“解”，从“研究”列表中选择“研究1，稳态”，单击以展开“自适应和误差估计”栏，从“自适应和误差估计”列表中选择“自适应和误差估计”。

第四步：在“研究”工具栏中单击“显示默认求解器”。

第五步：在“模型开发器”窗口中展开“解1(sol1)”节点，右击“稳态求解器1”节点并选择“全耦合”。

第六步：右键单击“研究1>求解器配置>解1(sol1)>稳态求解器2”并选择“全耦合”。

第七步：在“研究”工具栏中单击“计算”。

步骤九：为第二个参数化研究步骤添加第二个研究，具体方法为：

第一步：在“研究”工具栏中，单击“添加研究”以打开“添加研究”窗口。

第二步：转到“添加研究”窗口，找到“研究”子栏，在“选择研究”树中选择“预设研究>稳态”，单击窗口工具栏中的“添加研究”。

第三步：在“研究”工具栏中，单击“添加研究”以关闭“添加研究”窗口。

第四步：在“模型开发器”窗口的“研究2”节点下，单击“步骤1：稳态”，在稳态的设置窗口中，单击以展开“因变量值”栏，找到“求解变量的初始值”子栏，从“设置”列表中选择“用户控制”，从“方法”列表中选择“解”。

第五步：从“研究”列表中选择“研究1，稳态2”，定位到“研究扩展”栏，选择“辅助扫描”复选框，单击“添加”。

第六步：在表中输入以下设置：

第七步：在“研究”工具栏中单击“显示默认求解器”。

第八步：在“模型开发器”窗口中展开“研究2>求解器配置”节点。

第九步：在“模型开发器”窗口中展开“解5(sol5)”节点，右键单击“稳态求解器1”，选择“全耦合”。

第十步：在“研究”工具栏中单击“计算”。

步骤十：求解结果的后处理，具体方法为：

第一步：将速度场绘制成组合的表面和流线图。在“模型开发器”窗口中展开“速度(spf)”节点，然后单击“表面”，在“表面”的设置窗口中，定位到“表达式”栏，从“单位”列表中选择“mm/s”。

第二步：在“模型开发器”窗口的“结果”节点下，单击“速度(spf)”，在“速度(spf)”工具栏中单击“流线”。

第三步：在“模型开发器”窗口的“结果>速度(spf)”节点下，单击“流线1”，在“流线”的设置窗口中，定位到“流线定位”栏，从“定位”列表中选择“大小受控”，在“速度(spf)”工具栏中单击“绘制”以得出工作液“流速”分布图。

第四步：展开“结果”列表，得到工作间隙“压力”分布图以及工作间隙“温度”分布图。

步骤十一：加载超声振动，具体方法为：

第一步：超声振动通过变幅杆传递到电极丝上，在靠近电极丝的地方，切削液由三个速度叠加而成：在喷流压力、重力作用下的竖直向下运动；在电极丝的带动下向下做牛顿流体运动；在超声作用下做水平往复振动，取液体微元，速度及受力分布如图4所示。

第二步：电极丝的振动标准方程如下所示：

根据超声波发生器以及变幅杆的规格，可以得出振幅A＝10μm频率f＝20.45kHz。

第三步：由于电火花线切割的加工间隙非常小，与电极丝横向振幅在一个数量级(10-20μm)。因此超声作用下的整个流场中液体分子的运动均可视为水平往复振动，其速度以及加速度如下所示：

在固体(电极丝)与液体(去离子水)耦合处，会有加速度能量损失，因此须在式(9)的基础上乘上损失系数η，得出：

普通电火花线切割中，加工间隙内的流体只做竖直定向流动，属于层流流动状态。放电凹坑内的蚀除颗粒由于切削液的压力损失而不易被排出。由式(10)可知，放电通道内的切削液在超声作用下作水平往复振动，蚀除颗粒在竖直、水平两个运动自由度的影响下，更容易被排出，避免了由于颗粒聚集而造成的机床短路以及断丝，加工效率得以提升。超声作用下加工间隙内的流场模型如图5所示。

第四步：将超声振动以“指定加速度”的方式按照式(10)所示的表达式添加到第六平面上。

步骤十二：几何模型网格划分，具体方法为：

使用四面体网格，选择“物理场控制网格”，网格尺寸选择“细化”。

步骤十三：瞬态求解器设置并求解，具体方法与上述“步骤八”和“步骤九”一致。

步骤十四：求解结果的后处理，具体方法与上述“步骤十”一致，得出加工间隙电解液的速度、压力云图以及加工间隙温度分布云图。

由仿真结果可知，添加超声振动后，放电间隙内工作液的速度在加工间隙内产生了明显的震荡现象，这说明超声振动对放电间隙工作液的流速产生了较大的影响，并能够有效改善放电间隙内的排屑情况，从而减少电弧放电、断丝等因素的影响，使得放电能够稳定进行，并且能够有效地提高加工效率

由图6可知，随着超声振动频率的增加，加工间隙内温度有显著降低，说明超声振动能够有效促进工作液对加工间隙的冷却。

由图7和图8可知，传统电火花线切割加工和超声辅助电火花线切割加工放电间隙温度随着喷嘴压力的增大而降低，工作液流速随喷嘴压力的增大而加快。在相同喷嘴压力条件下，超声辅助电火花加工放电间隙温度明显低于传统电火花加工放电间隙温度，这说明超声振动能加快放电间隙的冷却；超声辅助电火花加工放电间隙工作液流速和压强也明显高于传统电火花加工放电间隙内工作液的流速和压强，这说明超声振动对于放电间隙内蚀除产物的排出有明显的改善作用。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，根据实际工况，选取主要加工放电区作为研究对象，建立加工间隙工作液流场的理论模型；

步骤二，物理场的选择

(1)确定工作液的流动状态为湍流；

(2)在传统慢走丝电火花线切割条件下，在“选择物理场”选项中选择“传热>共轭传热>湍流”，在超声辅助慢走丝电火花线切割条件下，在上述物理场的基础上添加“声压力场”来加载超声振动；

(3)求解方式选择为“瞬态”，在“选择研究”树中选择“所选物理场接口的预设研究”>瞬态；

步骤三，在多物理场仿真软件中建立有限元模型

步骤四，材料属性设置

将工件表面设置为TiNi-01形状记忆合金；将电极丝设置为铜；将工件表面和电极丝之间的域的材料设置为水；

步骤五，边界条件设置

将矩形几何模型的前面设置为工作液流入的平面，并将流入压力设置为喷嘴压力；将后面设置为工作液流出的平面；将与空气接触的左、右侧面设置为“开边界”，并将压力设置为一个标准大气压；给上平面和下平面添加“壁”属性；

步骤六，加载高斯热源

步骤七，几何模型网格划分

在仿真软件中使用自适应网格细化算法对模型进行网格划分，将温度增量ΔT作为默认网格上参数化求解器的连续性参数，使用自适应求解器得到自适应网格；

步骤八，求解器设置并求解

首先，使用ΔT作为默认网格上参数化求解器的连续性参数来求解，逐渐减小ΔT的值；然后，使用自适应求解器得到自适应网格；最后，再次使用参数化求解器，进一步将ΔT的值降至10K，在“瞬态求解”的设置窗口中设定时间步长为3us，求解时间为500us；

步骤九，求解结果的后处理，得出传统慢走丝电火花线切割加工间隙工作液流场速度、压力云图，得出加工间隙温度场云图；

步骤十，在上述模型基础上加载超声振动

(1)超声振动通过变幅杆传递到电极丝上，电极丝在超声作用下做水平往复振动，在靠近电极丝的地方取液体微元，对其进行受力分析；

(2)根据超声波发生器以及变幅杆的规格，得出振幅和频率的大小；

(3)根据电极丝的振动标准方程，对其求关于时间t的二阶导数，便可得到电极丝振动的加速度表达式；

(4)将超声振动以“指定加速度”的方式添加到表示电极丝的平面上；

步骤十一，超声振动工况下的几何模型网格划分

几何模型网格划分方法与步骤七所述的方法一致；

步骤十二，求解器设置并求解

求解器设置方法与步骤八中所述的方法一致；

步骤十三，求解结果的后处理，得出超声辅助慢走丝电火花线切割加工间隙工作液流场速度、压力云图，得出加工间隙温度场云图；

步骤十四，对比分析传统慢走丝电火花线切割加工和超声辅助电火花线切割加工间隙内工作液流速、压力以及温度分布情况来探究超声振动对极间蚀除产物排出的效果以及对放电间隙的冷却效果。

2.根据权利要求1所述的慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，其特征在于：所述步骤一的具体方法为：

第一步，确认工作液的流动是在环形管中的流动；

第二步，从流体力学以及上述线切割放电极间几何模型得出，介质在极间的流动属于同心环缝隙流动，也是平行于平板的缝隙流动，将其在平面上展开，即可得平行于平板的简化缝隙流动模型；

第三步，忽略电蚀产物对工作液电导率及密度的影响，将加工间隙中流场简化近似看作气液两相流动，从而，缝隙流动模型进一步简化为狭窄矩形通道内的沸腾换热模型。

3.根据权利要求1所述的慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，其特征在于：所述步骤三的具体方法为：

根据步骤一所确定的理论模型，在多物理场仿真计算软件COMSOL中按照实际尺寸建立有限元仿真计算模型。

4.根据权利要求1所述的慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，其特征在于：所述步骤六的具体方法为：

第一步：以高斯热源的热流密度模型为基础，结合实际加工中的峰值电流和放电电压，推导出热流密度的表达式；

第二步：将高斯热源以热流密度的形式加载到表示电极丝的平面上，在MATLAB中编写随机函数，生成100个随机点，将高斯热源加载到这些点上；对于超声辅助电火花线切割加工，将这100个放电点等距地加载在电极丝上。

5.根据权利要求1所述的慢走丝电火花线切割加工间隙多物理场耦合仿真分析方法，其特征在于：所述步骤十四的具体方法为：

分别将传统电火花线切割加工间隙内工作液的流速、压力分布以及加工间隙内温度分布与超声辅助电火花线切割加工间隙内工作液的流速、压力以及加工间隙内温度分布作对比，选取加工间隙中点处的压力、流速以及温度的仿真值，在绘图软件Origin中分别作出压力、流速以及温度随喷嘴压力增大而变化的散点图。