研究从CFD理论入手，构建VOF-DPM的耦合模型对轨道客车腻子高压无气喷涂雾化与成膜进行模拟预测。VOF模型准确预测了工艺参数与雾化效果间的映射关系，并使用高速摄影技术进行了实验验证；基于VOF-to-DPM转换机制的多雾化器DPM模型解析了特定工艺参数与喷涂轨迹策略下不同特征形面的成膜行为。研究结果表明，喷涂压力与腻子黏度显著影响喷涂雾化效果，而轨迹规划策略对于不同形面的成膜与涂层质量控制具有较大影响
1）喷涂雾化模拟结果反映出压力主要决定喷雾是否充分破碎与横向展开，黏度主要决定喷雾束缚程度与核心长度。二者的组合直接决定了无气喷涂的雾化细度、覆盖宽度与可控性。
2）高速摄影采集到的图像显示高压低黏的工艺参数定义了细雾化的上限形态，喷涂覆盖范围最广，雾化细度最高，但需要控制喷枪移动速度以及与工件表面的距离，以减少壁面冲击导致的颗粒飞溅。高压中黏或高黏适用于工件表面缺陷如凹坑、焊缝的补平，但需要控制喷距以避免涂层流挂。
3）综合考虑各工艺参数组合，建议采用喷涂压力25 MPa、腻子黏度0.32 kg/(m·s)、喷距300 mm、喷枪移动速度2 m/s、轨迹间距200 mm这一工况进行喷涂作业。在该工况下，数值模拟得到的平面涂层平均膜厚约为50 μm，波动范围为±10 μm，单道涂层宽度为205 mm，呈“两侧高、中间低”的双峰分布；而平面喷涂试验测得的平均膜厚为41.56 μm、47.17 μm、42.66 μm与模拟相对误差不超过15%，涂层宽度为224.90 mm、218.16 mm、220.94 mm与模拟相对误差不超过10%。
4）喷涂成膜模拟表明，高压无气喷涂在不同形面上直线喷涂成膜具有两侧高中间低的双峰特征；喷涂轨迹间距影响涂层搭接程度和两轨迹涂层的覆盖范围，进而影响整个车体喷涂涂层的厚度、均匀度与喷涂效率，因此在喷涂时需要根据涂层要求，合理增减轨迹间距与移动速度；对于V形面、曲面等典型的特征形面，应采取不同的喷涂方向，但应与整体轨迹保持一致。
5）研究针对动态成膜进行了模拟，而在进一步对本课题进行研究时，需要考虑诸如喷枪移动速度、喷枪角度以及其他重要工艺参数对成膜的影响，同时可将工艺参数以及膜厚分布与轨迹规划策略耦合，优化喷涂轨迹规划算法。
