灰鑄鐵消失模鑄造數(shù)值模擬系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用.pdf

1、消失模鑄造作為一種近凈成形技術(shù)，憑借其綠色環(huán)保、效率高、成品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際鑄造生產(chǎn)過程中具有廣闊的應(yīng)用前景?；诣T鐵消失模鑄造是消失模鑄造的重要組成部分。然而在灰鑄鐵消失模鑄造過程中，模樣受到金屬液熱作用分解產(chǎn)生氣體間隙，會(huì)對(duì)整個(gè)鑄造充型凝固產(chǎn)生重要的影響，使得其鑄造過程中的物理場(chǎng)異于傳統(tǒng)鑄造方式，工藝方案制定較為困難。本文主要研究了消失模鑄造過程的界面推移模型、離散求解技術(shù)和熱物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，開發(fā)了灰鑄鐵消失模鑄造數(shù)值模擬系統(tǒng)，可

2、以為工藝人員制定最終消失模鑄造工藝方案提供參考。
　　首先，建立了灰鑄鐵消失模鑄造的數(shù)學(xué)模型。在分析已有的界面推移模型基礎(chǔ)上，液流前沿的壓力邊界采用計(jì)算所得氣隙壓力，建立了消失模鑄造的界面推移數(shù)學(xué)模型；在計(jì)算流體力學(xué)和數(shù)值傳熱學(xué)的基礎(chǔ)上，建立了傳熱、流動(dòng)耦合的流動(dòng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型。并對(duì)消失模鑄造模擬過程中的物理場(chǎng)的邊界條件進(jìn)行了探討。
　　其次，完成了對(duì)灰鑄鐵消失模鑄造數(shù)學(xué)模型的離散求解。基于有限體積法離散消失模鑄造流動(dòng)場(chǎng)

3、和溫度場(chǎng)控制方程，采用SOLA-VOF法對(duì)充型過程進(jìn)行數(shù)值求解；并探討了消失模鑄造數(shù)值計(jì)算的穩(wěn)定性條件。
　　然后，建立了灰鑄鐵消失模鑄造的熱物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。設(shè)計(jì)了灰鑄鐵階梯件消失模鑄造凝固測(cè)溫實(shí)驗(yàn)，分析階梯件消失模鑄造凝固過程6個(gè)不同位置點(diǎn)溫度曲線，并將其與模擬曲線進(jìn)行對(duì)比。設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn)，獲得最佳熱物性參數(shù)，使模擬結(jié)果和實(shí)際測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)相吻合。
　　最后，基于華鑄CAE開發(fā)了灰鑄鐵消失模鑄造數(shù)值模擬系統(tǒng)并完成了對(duì)模擬系統(tǒng)的驗(yàn)