一、邊界元法求解金屬凝固過程逆熱傳導(dǎo)問題(論文文獻(xiàn)綜述)
張夢琪[1](2021)在《基于MAGMA的汽車輪轂支架鑄造工藝研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理汽車輪轂支架是汽車懸掛系統(tǒng)的重要零部件,主要用于連接懸掛架、制動器和減震器,在行駛過程中承受交變沖擊載荷,因此對其綜合力學(xué)性能有著較高要求。本文主要對高強(qiáng)韌球墨鑄鐵輪轂支架的鑄造工藝進(jìn)行了設(shè)計和研究,利用專業(yè)鑄造模擬軟件MAGMA對鑄件的充型和凝固過程進(jìn)行模擬,預(yù)測了鑄件在鑄造生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)缺陷的位置和其成因,并逐步優(yōu)化工藝方案,最終消除鑄件中存在的缺陷,以期獲得高質(zhì)量的輪轂支架鑄件?;赒T450-10牌號的球墨鑄鐵的化學(xué)成分,利用合金化手段,通過調(diào)整Cu、Mn元素含量,優(yōu)化組織結(jié)構(gòu),增加了基體中珠光體含量,并促進(jìn)珠光體片層的細(xì)化,設(shè)計開發(fā)出了抗拉強(qiáng)度達(dá)到736.67 Mpa、延伸率為10.6%的新型鑄態(tài)高強(qiáng)韌球墨鑄鐵材料。根據(jù)汽車輪轂支架鑄件的結(jié)構(gòu)特點,設(shè)計了鑄造工藝方案。運用MAGMA軟件對鑄造工藝方案進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,通過分析溫度場、速度場和壓力場等模擬結(jié)果,研究了鑄件充型過程和凝固過程,確定了該方案下鑄件內(nèi)部的縮松縮孔缺陷特征。從優(yōu)化冒口尺寸、冒口頸參數(shù)及澆注溫度三個方面對原工藝方案進(jìn)行了改進(jìn)。由模擬結(jié)果可知,當(dāng)提高澆注溫度至1425℃,增大冒口高度和冒口直徑,同時縮短冒口頸長度時,冒口頸的凝固時間延長,冒口的補(bǔ)縮能力得到增強(qiáng),使鑄件內(nèi)的縮松數(shù)量極大改善。但由于鑄件上端蓋區(qū)域壁厚差異較大,厚壁部位凝固較慢,補(bǔ)縮困難,仍存在少量縮松。在此基礎(chǔ)上,通過在上端蓋厚大部位進(jìn)一步增設(shè)冷鐵,可以加快該部位凝固速度,促進(jìn)厚大部位與壁厚較小部位的同時凝固,最終改善了該部位存在的大片熱節(jié),并使得縮松完全轉(zhuǎn)移到冒口與澆注系統(tǒng)內(nèi),有效消除了鑄件內(nèi)縮松缺陷。
周啟航[2](2020)在《鋁合金接線盒壓鑄工藝及模具數(shù)值模擬研究》文中提出隨著壓鑄技術(shù)的蓬勃發(fā)展,各行業(yè)對壓鑄產(chǎn)品需求增加,催生了一批優(yōu)秀的中小型壓鑄企業(yè)。受規(guī)模限制的中小型企業(yè)一般采用的生產(chǎn)與設(shè)計相分離的運行模式使得依靠經(jīng)驗設(shè)計并通過試模優(yōu)化的設(shè)計方式難以實現(xiàn)。采用數(shù)值模擬的方式對設(shè)計方案進(jìn)行即時分析,可以提早發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的缺陷并加以優(yōu)化,減少設(shè)計時間及成本,提高企業(yè)生產(chǎn)效率。鋁合金因其不易腐蝕的特點被廣泛地用作電話線等室外接線盒材質(zhì)。接線盒對表面質(zhì)量要求高、需求量大,因此生產(chǎn)效率高、精度高的壓鑄生產(chǎn)方式成為其首選。壓鑄由于其技術(shù)特點,常用于薄壁件的生產(chǎn),因此本文研究的壁厚達(dá)10mm的厚壁壓鑄件有研究價值。采用流量法設(shè)計鋁合金接線盒壓鑄件澆注系統(tǒng)方案和排溢系統(tǒng)方案。利用FLOW-3D軟件進(jìn)行流場、速度場及卷氣現(xiàn)象的數(shù)值模擬計算,通過分析數(shù)值模擬計算結(jié)果,根據(jù)金屬液流動狀態(tài)和速度分布優(yōu)化澆注系統(tǒng),完成雙澆口澆注系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計。利用壓鑄過程中流場及卷氣模擬結(jié)果分析情況完成鋁合金接線盒壓鑄件的排溢系統(tǒng)設(shè)計。采用正交試驗分析方法設(shè)計壓鑄生產(chǎn)工藝參數(shù)模擬試驗方案,四種試驗因素分別為:快壓速度、金屬液溫度、模具溫度和增壓比壓,完成基于L1645正交表的四因素四水平正交模擬試驗方案設(shè)計。分別對各方案進(jìn)行數(shù)值模擬計算,以充型過程的充型時間、內(nèi)澆口速度和卷氣量;凝固過程中的凝固時間、內(nèi)澆口凝固時間和孔洞體積等參數(shù)為模擬試驗數(shù)據(jù)分析指標(biāo),使用方差法完成模擬試驗結(jié)果分析,從而獲得鋁合金接線盒壓鑄件的較優(yōu)壓鑄生產(chǎn)工藝參數(shù)方案為:快壓速度1.2m/s、金屬液溫度620℃、模具溫度190℃、增壓比壓100MPa。根據(jù)鋁合金接線盒壓鑄件的壓鑄工藝方案及生產(chǎn)工藝參數(shù)方案,設(shè)計其壓鑄模具,完成成型零件、模架、抽芯機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計,選擇合適的壓鑄機(jī)并完成校核。利用所設(shè)計模具完成現(xiàn)場生產(chǎn)試制,經(jīng)檢驗產(chǎn)品質(zhì)量合格,從而證明本研究的設(shè)計思路和方法具有可行性。
紀(jì)樂[3](2020)在《二維相變熱傳導(dǎo)問題的徑向基點插值法》文中研究說明在自然界和工程中,很多問題都與相變傳熱密不可分.相變熱傳導(dǎo)問題中存在著隨時間逐漸移動的兩相界面,并在相變界面處伴有相變焓的釋放、吸收,是典型的移動界面問題.傳統(tǒng)的以網(wǎng)格為基礎(chǔ)的數(shù)值方法模擬這類問題較為困難.徑向基點插值法是近年來發(fā)展的一種新型伽遼金型的無網(wǎng)格法,它采用一系列隨機(jī)分布的節(jié)點離散問題域,由徑向基函數(shù)構(gòu)造無網(wǎng)格近似函數(shù),通過伽遼金弱形式建立系統(tǒng)方程.徑向基點插值法具有理論簡單、計算精度高、易于施加本質(zhì)邊界條件等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于求解固體力學(xué)等問題.由于徑向基點插值模型僅基于節(jié)點而無需劃分單元和網(wǎng)格,在涉及網(wǎng)格畸變和移動界面等問題時,也具有明顯的優(yōu)勢.因此,本文采用徑向基點插值法求解相變熱傳導(dǎo)問題.本文研究內(nèi)容主要包括:首先詳細(xì)介紹了論文的選題目的和意義以及相變傳熱分析和徑向基點插值法的研究現(xiàn)狀;第二章詳細(xì)推導(dǎo)了徑向基點插值法的形函數(shù),并總結(jié)了其形函數(shù)的特點;第三章采用加權(quán)余量法推導(dǎo)了穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題的系統(tǒng)方程,通過數(shù)值算例驗證了徑向基點插值法的計算精度和收斂性;第四章由加權(quán)余量法,并結(jié)合顯熱容法,詳細(xì)推導(dǎo)了相變傳熱問題的徑向基點插值法的理論公式,模擬了半空間的凝固問題和方形角域內(nèi)的相變問題.計算結(jié)果表明,本文方法的計算結(jié)果與解析解吻合的非常好,非常適合求解相變傳熱問題.在接下來的工作,將進(jìn)一步將該方法推廣應(yīng)用于求解實際的相變傳熱問題.
張佳喆[4](2019)在《鋁合金輪轂半固態(tài)壓鑄模擬及模具優(yōu)化》文中研究說明在金屬凝固的過程中,通過適當(dāng)手段可以得到具有獨特流變特性的半固態(tài)漿料,利用這種漿料進(jìn)行成形加工的零件具有良好的力學(xué)性能。鋁合金材料是半固態(tài)成形加工中應(yīng)用最為廣泛的一種,其中牌號為A356的鋁合金在實際生產(chǎn)中具有流動性良好、熱裂傾向小、線收縮小等多種優(yōu)點。數(shù)值模擬技術(shù)可以在實際生產(chǎn)前對模具設(shè)計和工藝參數(shù)提供可靠、準(zhǔn)確的預(yù)測仿真,大大減少了實際生產(chǎn)中的浪費。本文是基于傳熱學(xué)和凝固學(xué)理論,在設(shè)定好充型溫度和模具預(yù)熱溫度的前提下,通過具體的鋁合金輪轂零件的模具設(shè)計,結(jié)合A356鋁合金材料的熱物性參數(shù),利用Anycasting鑄造專用模擬軟件對輪轂壓鑄過程進(jìn)行了流場、溫度場的仿真模擬,并預(yù)測其過程中的缺陷位置,以此來優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)。首先,通過UGNX軟件將零件工程圖轉(zhuǎn)換成3D數(shù)據(jù)。然后根據(jù)A356材料特性和輪轂零件的壓鑄工藝要求,設(shè)計了一套鋁合金輪轂壓鑄模具三維模型,主要包括澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)、成形零件、推出機(jī)構(gòu)等。最后,以設(shè)計的模具為基礎(chǔ),通過Anycasting軟件對輪轂壓鑄過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了輪轂在充型和凝固過程中的流場和溫度場,預(yù)測了可能發(fā)生缺陷的位置。通過建立正交試驗方案,選取內(nèi)澆口直徑、溢流槽數(shù)量和布置和充型時間作為可變參數(shù),確定了最優(yōu)的模具結(jié)構(gòu)參數(shù),并得出采用雙面溢流槽布置、適當(dāng)降低充型時間和內(nèi)澆口直徑大小可以有效提高輪轂壓鑄件質(zhì)量的結(jié)論。通過分析可得,對于所選輪轂零件,在充型溫度605℃、模具預(yù)熱溫度420℃的前提下,采用內(nèi)澆口直徑25mm、充型時間0.15s、溢流槽雙面12個均布的條件時,可以有效避免充型過程中輪轂邊緣的卷氣夾雜缺陷,降低凝固率和溫度梯度;同時,有效縮短了凝固時間,凝固過程溫度變化均勻,滿足了輪轂零件的生產(chǎn)要求。
劉晉[5](2020)在《鑄造模擬關(guān)鍵熱參數(shù)的反算優(yōu)化及應(yīng)用研究》文中研究說明鑄造過程采用計算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行缺陷預(yù)測和研究已經(jīng)得到廣泛的實際生產(chǎn)應(yīng)用。鑄造仿真溫度場模擬的數(shù)值算法,發(fā)展至今已經(jīng)基本成熟,溫度場數(shù)值模擬結(jié)果與實際生產(chǎn)不吻合現(xiàn)象的主要誤差源是材料熱物性參數(shù)和熱邊界條件(簡稱熱參數(shù)條件)不準(zhǔn)確。想要獲得準(zhǔn)確的溫度場模擬結(jié)果,就需要輸入匹配的熱物性條件。由于鑄造現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜多變,若直接采用經(jīng)驗值進(jìn)行鑄造溫度場模擬仿真,仿真結(jié)果往往與實際生產(chǎn)存在一定偏差,因此需要對輸入熱物性條件進(jìn)行校核,然而,對于鑄造模擬所需要的熱物性條件而言,通過實驗直接測量是比較困難的,甚至有些參數(shù)條件,是數(shù)值模擬理論模型參數(shù)條件,通過實驗無法直接測量。本文設(shè)計并實際澆注了QT400-15呋喃樹脂砂重力鑄造實驗,并應(yīng)用熱電偶測溫儀對型砂和型腔內(nèi)部某些關(guān)鍵位置點進(jìn)行實時溫度測量。按照所設(shè)計實驗?zāi)P?對應(yīng)建立溫度場數(shù)值模型,利用ProCAST鑄造模擬分析軟件,以經(jīng)驗值對數(shù)值模型進(jìn)行設(shè)置并計算。將計算溫度結(jié)果與實際測量溫度曲線進(jìn)行對比分析,發(fā)現(xiàn)模擬溫度曲線與實測溫度曲線存在較大差異。根據(jù)傳熱數(shù)值模型,分析并討論了造成溫度場數(shù)值計算出現(xiàn)誤差的各個熱參數(shù)條件因素。建立反算優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并以實驗?zāi)P蜔犭娕紝崪y溫度曲線為反算優(yōu)化的初始輸入條件,利用DOE口田敏感性分析模型對各個因素進(jìn)行敏感性分析,找出對模型溫度場敏感性較高的一些關(guān)鍵因素,按敏感性由高到低依次對影響傳熱關(guān)鍵熱物性條件進(jìn)行反算優(yōu)化,獲得對應(yīng)的反算結(jié)果。從而達(dá)到以實驗測量溫度數(shù)據(jù)反算熱參數(shù)條件的目的,避免了實驗直接測量。將反算優(yōu)化獲得的熱參數(shù)條件應(yīng)用到實際生產(chǎn)的鑄件進(jìn)行模擬仿真分析,并與實際生產(chǎn)情況進(jìn)行對比,以驗證反算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實用性。驗證結(jié)果表明,反算優(yōu)化后的材料熱參數(shù)條件可以準(zhǔn)確匹配生產(chǎn)結(jié)果。證明了利用DOE口田敏感性分析方法可以確定影響溫度結(jié)果的關(guān)鍵因素,再應(yīng)用反算優(yōu)化法可以有效的對鑄造模擬關(guān)鍵熱參數(shù)條件進(jìn)行反算優(yōu)化,達(dá)到無需直接實際測量而校核熱參數(shù)條件的目的,從而提高鑄造仿真模擬精度。最后基于驗證后的反算優(yōu)化熱參數(shù)條件,對壓縮機(jī)機(jī)身鑄件進(jìn)行落砂溫度應(yīng)用研究,以分析不同的落砂溫度對最終壓縮機(jī)機(jī)身鑄件應(yīng)力、應(yīng)變的影響。結(jié)果表明,落砂溫度越高,落砂前鑄件的有效應(yīng)力、應(yīng)變整體越低,室溫下鑄件的殘余應(yīng)力越低,但最終變形量越大。
左沖,姚鴻驍,姚偉岸[6](2019)在《時域徑向積分邊界元法在平面單相凝固問題中的應(yīng)用》文中研究表明該文將時域精細(xì)積分邊界元方法與界面追蹤法相結(jié)合,給出平面單相凝固熱傳導(dǎo)問題的一個有效數(shù)值分析方法。首先,利用穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題的基本解和徑向積分法給出瞬態(tài)傳熱問題的邊界積分方程,并采用精細(xì)積分方法求解離散的微分方程組,獲得相變界面的熱流密度。然后應(yīng)用相變界面上的能量守恒方程,采用界面追蹤法來預(yù)測相變邊界的移動位置,從而給出相關(guān)問題數(shù)值模擬的結(jié)果。最后,為驗證該文方法的有效性,給出兩個數(shù)值算例并與解析解進(jìn)行了對比。結(jié)果表明,該文方法具有較高的求解精度,是求解相變熱傳導(dǎo)問題的一種有效數(shù)值方法。
解加全[7](2018)在《位勢和非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題分?jǐn)?shù)階本構(gòu)模型的數(shù)值計算》文中提出近幾十年來,分?jǐn)?shù)階微積分理論逐漸引起研究人員的重視并得到迅速發(fā)展,相對于傳統(tǒng)整數(shù)階微積分理論,分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)理論框架下的數(shù)學(xué)模型更適用于模擬力學(xué)和工程建模中的復(fù)雜現(xiàn)象,能夠?qū)?fù)雜環(huán)境中所涉及的記憶和遺傳性(Heredity)、非局部性(Non-locality)、自相似性(Self-similarity)、路徑依賴性(Long-range-dependence)等性質(zhì)提供更為深刻全面的闡述,且模型更為簡單明了。由于分?jǐn)?shù)階算子本身特有的復(fù)雜性和非局部性使得模型不能輕易的獲得其解析解,通常情況下需要借助于數(shù)值方法來求解。本文主要針對工程中重要的位勢問題和一維非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題,提煉其整數(shù)階本構(gòu)模型,并重點構(gòu)建分?jǐn)?shù)階本構(gòu)模型對其進(jìn)行數(shù)值求解。所構(gòu)建的模型和算法不僅適用于廣義的分?jǐn)?shù)階,更適用于文中給定的整數(shù)階模型。文中給出的所有測試算例均是針對實際問題抽象出一般性的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而利用給定的數(shù)值方法進(jìn)行求解。全文的核心要點主要分為以下幾部分:(1)本文旨在討論兩類二維位勢問題的數(shù)值解,即泊松(Poisson)方程和拉普拉斯(Laplace)方程,且滿足狄利克雷(Dirichlet)和諾伊曼(Neumann)邊界條件。文中首先引入塊脈沖函數(shù)(Block-Pulse functions)的定義,并由此定義構(gòu)建滿足該基函數(shù)的向量,然后將原問題的解函數(shù)由該基向量近似表示,接著將原問題的微分項也表示成向量形式,最后離散未知變量對形成的線性方程組數(shù)值求解。數(shù)值結(jié)果表明本文給出的方法較其它數(shù)值算法構(gòu)造簡單、運行速度快,且能獲得高的數(shù)值精度。(2)本文利用分?jǐn)?shù)階微分算子矩陣方法求解三維位勢問題Poisson方程和Laplace方程的數(shù)值解。該方法基于一維Block-Pulse函數(shù)的微分算子矩陣并構(gòu)造相應(yīng)的三維Block-pulse函數(shù)的微分算子矩陣,然后將原問題的每一項同邊界條件均表示成向量形式,最后離散未知變量求解。以往求解三維位勢問題數(shù)值解常用的方法是利用球諧函數(shù)和三維Taylor級數(shù)展開,而本文提出的方法是將待求問題的解函數(shù)由三維Block-Pulse函數(shù)展開,該方法構(gòu)造簡單,運行速度快,而且當(dāng)級數(shù)展開達(dá)到64項時,即可達(dá)到10-310-4的數(shù)值精度。(3)本文利用Chebyshev小波求解一類一維常系數(shù)非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題的數(shù)值解,該方法基于第二類Chebyshev小波的定義并構(gòu)造相應(yīng)的分?jǐn)?shù)階積分算子矩陣,然后將此積分算子矩陣應(yīng)用于初始問題微分項的處理,使得原問題被轉(zhuǎn)化為關(guān)于未知解的線性代數(shù)方程組,最后得到原問題的數(shù)值解。相比傳統(tǒng)的傅里葉分析,小波能任意的提取短期負(fù)荷序列的細(xì)節(jié),因此具有更高的數(shù)值精度,而且數(shù)值結(jié)果驗證了本文所提方法的可行性及有效性。(4)針對一維非穩(wěn)態(tài)變系數(shù)熱傳導(dǎo)問題,本文提出利用Chebyshev多項式進(jìn)行數(shù)值求解,用正交多項式函數(shù)去逼近微分方程的基本解,所得數(shù)值結(jié)果相比解析結(jié)果能獲得10-910-10的收斂精度。由于本章討論的是變系數(shù)問題,對于變系數(shù)的處理,以往處理起來都比較困難,這里通過引入乘積算子矩陣,進(jìn)而將初始問題轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的向量形式。另外本文還針對所討論的問題給出了誤差分析,且數(shù)值結(jié)果也表明本文提出的方法對于求解此類問題有很高的數(shù)值精度。
白猛[8](2018)在《結(jié)構(gòu)復(fù)雜鋁合金壓鑄件工藝及組織性能研究》文中認(rèn)為鋁合金由于具有良好的綜合力學(xué)性能和成型加工性能,成為了壓鑄行業(yè)中應(yīng)用最廣的一類金屬材料。壓力鑄造技術(shù)由于自身生產(chǎn)效率高、成型精度高及產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用。但傳統(tǒng)的壓鑄方法通常依賴于經(jīng)驗公式以及不斷試模修改,生產(chǎn)周期長成本較高,而且壓鑄過程中受產(chǎn)品多因素影響,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定?;谝陨线@些缺點,隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)值模擬仿真技術(shù)越來越被重視。本文以汽車空調(diào)壓縮機(jī)殼體為研究對象,其材料為Al-Si合金,采用鑄造模擬軟件Procast和力學(xué)分析軟件Ansys workbench進(jìn)行運算,結(jié)合鑄件工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計原則及經(jīng)驗和壓鑄充型凝固過程數(shù)值分析理論基礎(chǔ),對殼體生產(chǎn)工藝進(jìn)行正交試驗設(shè)計及結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析,預(yù)測鑄件內(nèi)部缺陷分布。通過優(yōu)化殼體生產(chǎn)工藝及結(jié)構(gòu)方式,確定合理的生產(chǎn)工藝方案。并在Al-Si合金的基礎(chǔ)上添加不同的合金元素研究其對殼體力學(xué)性能的影響。本文主要研究內(nèi)容如下:1.首先采用Croe三維繪圖軟件對殼體進(jìn)行三維建模,并根據(jù)殼體的生產(chǎn)要求及設(shè)計經(jīng)驗原則,設(shè)計殼體生產(chǎn)的澆注系統(tǒng)。采用GeoMESH軟件對殼體三維圖進(jìn)行網(wǎng)格分析,然后進(jìn)行模擬分析確定合理的澆注系統(tǒng)。2.進(jìn)行正交試驗。在多種影響因素中選擇澆注溫度、壓射速度及模具溫度三個主要的影響因素。設(shè)計L9(34)正交試驗表,根據(jù)殼體材料的熱物性參數(shù)分別確定各因素的水平值,進(jìn)行正交模擬并分析充型凝固過程中金屬液的流場及溫度場,預(yù)測缺陷分布,確定選擇最佳的工藝參數(shù)為670℃澆注溫度、4 m/s壓射速度及240℃模具溫度。3.殼體結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析。對殼體結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化模擬分析,在保證使用要求的前提下,減小殼體壁厚變化程度減小熱節(jié),提高鑄件質(zhì)量。4.力學(xué)性能分析。在Al-Si合金基礎(chǔ)上通過添加不同的合金元素進(jìn)行生產(chǎn)殼體,研究殼體的力學(xué)性能。發(fā)現(xiàn)同時添加Cu和稀土La元素的殼體質(zhì)量最好,其試樣的抗拉強(qiáng)度、伸長率及布氏硬度平均值相對于基礎(chǔ)合金分別提高了51.5%、63.9%和61.2%。
李玲嬌[9](2016)在《渦輪增壓器熱鑄成型關(guān)鍵技術(shù)研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理渦輪增壓器壓殼形狀復(fù)雜,曲面多,在鑄造過程中工藝控制困難,容易產(chǎn)生各種鑄造缺陷。本文主要針對其鑄造缺陷中的飛邊和縮孔縮松問題,結(jié)合數(shù)值仿真模擬和實驗驗證的方法進(jìn)行了渦輪增壓器壓殼鑄造過程研究、缺陷預(yù)測、缺陷補(bǔ)償和工藝參數(shù)優(yōu)化。首先對鑄造過程熱變形理論進(jìn)行了探究,建立了求解熱變形問題的方程組,結(jié)合初始條件和邊界條件,從理論上解決熱變形問題;在熱變形理論的支持下,通過Abaqus軟件對模具的熱變形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,排除了設(shè)備等的影響,確定了壓殼鑄件產(chǎn)生飛邊缺陷的原因是由于模具在鑄造成型過程中受熱變形不協(xié)調(diào),引起分型面上產(chǎn)生附加間隙,熔融金屬液進(jìn)入模具間隙,冷卻后成為飛邊。然后在模擬的基礎(chǔ)上,測算了飛邊產(chǎn)生的位置及大小,在模具結(jié)構(gòu)上進(jìn)行補(bǔ)償,使得模具熱變形后分型面成為一個平面,不再有間隙的存在,消除了鑄造飛邊。隨后進(jìn)行預(yù)熱合模實驗,驗證了模具修正方法對消除鑄造飛邊的可行性,通過實際制造模具并進(jìn)行壓殼件試生產(chǎn),得到了符合要求沒有飛邊的壓殼鑄件,證明了模具熱變形補(bǔ)償方法的有效性。其次先運用控制變量法從理論上探究了預(yù)熱溫度和平衡溫度對金屬液和鑄型兩者接觸界面平衡溫度的影響,得出結(jié)論:當(dāng)澆注溫度和金屬液/模具型腔質(zhì)量比bM一定時,平衡溫度與預(yù)熱溫度呈正相關(guān)關(guān)系,最終將趨于某一值;當(dāng)預(yù)熱溫度和bM一定時,平衡溫度與澆注溫度呈正相關(guān);在預(yù)熱溫度和澆注溫度都一定的情況下,當(dāng)0bM?時,平衡溫度近似于預(yù)熱溫度,且隨著bM增大,平衡溫度也增大,當(dāng)bM增大到一定范圍后,平衡溫度趨向于澆注溫度。再對模具溫度場進(jìn)行分析,探究模具預(yù)熱溫度和金屬液澆注溫度對模具熱變形的影響,得出結(jié)論:一定情況下,預(yù)熱溫度越高,飛邊越大;澆注溫度越高,飛邊越小,因此,在合適的范圍內(nèi),預(yù)熱溫度盡量取小,澆注溫度盡量取大,才可以減小飛邊量。隨后對鑄件充型及凝固理論進(jìn)行了研究,建立了壓殼充型及凝固的數(shù)學(xué)模型,采用有限差分法,從理論上實現(xiàn)了對充型凝固過程的求解。在理論的支持下,基于參數(shù)化建模,建立壓殼的三維模型,對渦輪增壓器壓殼進(jìn)行鑄造過程模擬,得到了金屬液充型凝固過程的溫度場和流場分布規(guī)律,基于Porosity判據(jù)和Niyama判據(jù)預(yù)測了鑄造過程中的縮孔縮松缺陷。依據(jù)澆冒口設(shè)計原理和鑄件補(bǔ)縮原理,根據(jù)縮孔縮松缺陷的分布規(guī)律,提出了對應(yīng)的澆冒口設(shè)計方案及工藝改進(jìn)方案,并進(jìn)行鑄件試制,通過孔隙率金相檢測驗證了方案的有效性。最后基于控制變量法,探究了預(yù)熱溫度和澆注溫度對鑄件質(zhì)量的影響規(guī)律,得出結(jié)論:在合適的澆注溫度范圍內(nèi),澆注溫度的增加有利于鑄件充型,有利于冒口對鑄件的補(bǔ)縮;在合適的預(yù)熱溫度范圍內(nèi),預(yù)熱溫度越高,鑄件溫度分布越合理,越有利于澆冒口對鑄件的補(bǔ)縮。隨后進(jìn)行鑄造實驗,通過孔隙率金相檢測,驗證了規(guī)律的正確性。
曹永友[10](2015)在《壓鑄過程壓室及鑄型界面?zhèn)鳠岬难芯俊肺闹姓J(rèn)為壓鑄作為一種先進(jìn)的金屬成形方法,具有生產(chǎn)效率高、鑄件尺寸精度好、力學(xué)性能優(yōu)良、易于成形薄壁復(fù)雜零件等優(yōu)點,廣泛地應(yīng)用于汽車、航空航天、通信電子等領(lǐng)域。壓鑄過程中液態(tài)金屬與壓室及鑄型的界面換熱決定了鑄件凝固的初始狀態(tài)和凝固方式,是影響鑄件質(zhì)量的重要因素之一。因此,研究整個壓鑄過程中的傳熱條件,確定液態(tài)金屬與壓室及鑄型之間的界面換熱系數(shù),建立精確有效的界面?zhèn)鳠釛l件,對于優(yōu)化壓鑄工藝、預(yù)測和控制鑄件質(zhì)量、避免鑄造缺陷的產(chǎn)生以及模擬仿真技術(shù)在壓鑄行業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。論文采用實驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對壓鑄過程液態(tài)金屬與壓室及鑄型之間的界面?zhèn)鳠釂栴}進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。研究了采用熱傳導(dǎo)反算法確定界面換熱系數(shù)這類反問題的測溫難點,設(shè)計了用于研究壓鑄界面換熱的測溫方案,包括通用測溫單元、專用測溫壓室以及實際壓鑄模具,系統(tǒng)進(jìn)行了壓鑄測溫實驗,精確地獲得了不同工藝條件下壓室及鑄型內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)。深入研究了熱傳導(dǎo)反問題的求解技術(shù)和凝固過程的界面換熱機(jī)制,耦合液態(tài)金屬在壓室及鑄型中的溫度場求解,建立了考慮液態(tài)金屬在壓室流動的界面?zhèn)鳠岫S反算模型,優(yōu)化了未來時間步長,分析了反算模型的穩(wěn)定性條件,確定了壓鑄過程反算參數(shù)選擇的可接受域,開發(fā)了壓鑄全過程界面?zhèn)鳠岱辞蟪绦??;诮缑鎮(zhèn)鳠岱此隳P图俺绦?系統(tǒng)求解了液態(tài)金屬在壓室中的溫度場及其不同位置的界面換熱系數(shù),結(jié)果表明靜態(tài)無壓射條件與常規(guī)壓鑄條件下液態(tài)金屬與壓室界面換熱情況存在較大差異。同時,壓室中部界面換熱系數(shù)均隨液態(tài)金屬流動方向依次降低,壓室壁溫度也存在兩端高中間低的分布。在常規(guī)壓鑄條件下,由于沖頭運動的影響,壓室末端換熱系數(shù)存在雙峰現(xiàn)象。分析了填充率、合金、低速、高速和增壓等工藝參數(shù)的影響,預(yù)測了壓室預(yù)結(jié)晶組織(ESCs)的形核及在鑄件中分布。研究了液態(tài)金屬與鑄型界面換熱系數(shù)的變化規(guī)律分析了充型過程及工藝參數(shù)的影響,建立了金屬與鑄型界面換熱邊界模型,并用于實際壓鑄件溫度場的求解和熱平衡分析,驗證了反算模型的合理性。
二、邊界元法求解金屬凝固過程逆熱傳導(dǎo)問題(論文開題報告)
(1)論文研究背景及目的
此處內(nèi)容要求:
首先簡單簡介論文所研究問題的基本概念和背景,再而簡單明了地指出論文所要研究解決的具體問題,并提出你的論文準(zhǔn)備的觀點或解決方法。
寫法范例:
本文主要提出一款精簡64位RISC處理器存儲管理單元結(jié)構(gòu)并詳細(xì)分析其設(shè)計過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲器并行查找,支持粗粒度為64KB和細(xì)粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級分層頁表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細(xì)論述了四級頁表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲系統(tǒng)實現(xiàn)的一個重要組成部分。
(2)本文研究方法
調(diào)查法:該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對象的具體信息。
觀察法:用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對象從而得到有關(guān)信息。
實驗法:通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果關(guān)系。
文獻(xiàn)研究法:通過調(diào)查文獻(xiàn)來獲得資料,從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實證研究法:依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實踐的需要提出設(shè)計。
定性分析法:對研究對象進(jìn)行“質(zhì)”的方面的研究,這個方法需要計算的數(shù)據(jù)較少。
定量分析法:通過具體的數(shù)字,使人們對研究對象的認(rèn)識進(jìn)一步精確化。
跨學(xué)科研究法:運用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進(jìn)行研究。
功能分析法:這是社會科學(xué)用來分析社會現(xiàn)象的一種方法,從某一功能出發(fā)研究多個方面的影響。
模擬法:通過創(chuàng)設(shè)一個與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、邊界元法求解金屬凝固過程逆熱傳導(dǎo)問題(論文提綱范文)
(1)基于MAGMA的汽車輪轂支架鑄造工藝研究(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 緒論 |
1.1 球墨鑄鐵概述 |
1.1.1 球墨鑄鐵鑄態(tài)的組織 |
1.1.2 球墨鑄鐵的性能 |
1.1.3 球墨鑄鐵高強(qiáng)韌性合金化研究現(xiàn)狀 |
1.1.4 球墨鑄鐵的生產(chǎn)應(yīng)用 |
1.2 鑄造技術(shù)概述 |
1.2.1 鑄造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 |
1.2.2 常見鑄造缺陷及防制方法 |
1.3 鑄造模擬技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 |
1.3.1 鑄造CAE技術(shù)概述 |
1.3.2 鑄造模擬技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 |
1.3.3 國內(nèi)外主流模擬軟件簡介 |
1.3.4 鑄造模擬技術(shù)未來發(fā)展趨勢 |
1.4 研究的背景意義及內(nèi)容 |
第2章 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ) |
2.1 鑄造充型過程模擬理論基礎(chǔ) |
2.1.1 充型過程數(shù)值模擬方法 |
2.1.2 充型過程數(shù)學(xué)模型 |
2.2 鑄造凝固過程模擬理論基礎(chǔ) |
2.2.1 凝固過程傳熱學(xué)基礎(chǔ) |
2.2.2 凝固傳熱過程數(shù)值模型 |
2.2.3 縮松縮孔預(yù)測方法 |
2.3 鑄造模擬軟件MAGMA介紹 |
2.3.1 主要模塊 |
2.3.2 模擬流程 |
2.3.3 數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)展 |
2.3.4 相關(guān)判據(jù) |
第3章 輪轂支架鑄件材料成分設(shè)計及性能分析 |
3.1 實驗材料 |
3.1.1 化學(xué)成分的設(shè)計 |
3.1.2 試驗球墨鑄鐵的制備 |
3.2 組織觀察與性能測試 |
3.2.1 鑄件的顯微組織觀察 |
3.2.2 鑄件的力學(xué)性能測試 |
3.3 顯微組織分析 |
3.3.1 金相組織分析 |
3.3.2 SEM組織分析 |
3.4 力學(xué)性能分析 |
3.5 本章小結(jié) |
第4章 輪轂支架的生產(chǎn)過程及工藝設(shè)計 |
4.1 輪轂支架鑄件結(jié)構(gòu)特點分析 |
4.2 汽車輪轂支架的生產(chǎn)過程 |
4.2.1 化學(xué)成分 |
4.2.2 熔煉工藝設(shè)計 |
4.2.3 球化及孕育工藝 |
4.3 鑄造工藝方案設(shè)計 |
4.3.1 造型方法的選擇 |
4.3.2 澆鑄位置的選擇 |
4.3.3 分型面的確定 |
4.3.4 工藝參數(shù)設(shè)計 |
4.3.5 砂芯設(shè)計 |
4.3.6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 |
4.3.7 補(bǔ)縮系統(tǒng)設(shè)計 |
4.4 本章小結(jié) |
第5章 輪轂支架鑄造過程數(shù)值模擬及結(jié)果分析 |
5.1 數(shù)值模擬前處理 |
5.1.1 輪轂支架鑄造工藝建模 |
5.1.2 網(wǎng)格劃分 |
5.1.3 計算參數(shù)設(shè)置 |
5.2 模擬結(jié)果分析 |
5.2.1 充填過程模擬結(jié)果 |
5.2.2 凝固過程模擬結(jié)果 |
5.2.3 缺陷模擬結(jié)果 |
5.3 鑄造工藝方案的改進(jìn)及模擬 |
5.3.1 澆注溫度對模擬結(jié)果影響 |
5.3.2 冒口參數(shù)對模擬結(jié)果的影響 |
5.3.3 增設(shè)冷鐵對模擬結(jié)果的影響 |
5.4 本章小結(jié) |
第6章 結(jié)論與展望 |
6.1 論文總結(jié) |
6.2 不足與展望 |
致謝 |
參考文獻(xiàn) |
作者簡介 |
攻讀碩士學(xué)位期間研究成果 |
(2)鋁合金接線盒壓鑄工藝及模具數(shù)值模擬研究(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 緒論 |
1.1 壓力鑄造技術(shù)發(fā)展概述 |
1.2 鑄造數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展概述 |
1.2.1 國外發(fā)展概述 |
1.2.2 國內(nèi)發(fā)展概述 |
1.3 鑄造數(shù)值模擬技術(shù)在壓力鑄造上的應(yīng)用 |
1.4 課題研究背景與內(nèi)容 |
1.4.1 課題研究背景 |
1.4.2 課題研究內(nèi)容 |
第二章 壓力鑄造成形理論 |
2.1 壓力鑄造過程 |
2.1.1 壓力鑄造成形過程 |
2.1.2 金屬液在壓室中的運動狀態(tài) |
2.1.3 金屬液充填型腔時的形態(tài) |
2.2 壓鑄充型過程數(shù)值模擬理論基礎(chǔ) |
2.2.1 連續(xù)性方程 |
2.2.2 動量守恒方程 |
2.2.3 能量守恒方程 |
2.3 壓鑄凝固過程數(shù)值模擬理論基礎(chǔ) |
2.3.1 熱傳導(dǎo) |
2.3.2 熱對流 |
2.3.3 輻射換熱 |
2.4 鑄造數(shù)值模擬基本算法 |
2.4.1 流體場數(shù)值模擬算法 |
2.4.2 數(shù)值離散方法 |
2.5 鑄造模擬軟件 |
2.5.1 常用鑄造模擬軟件 |
2.5.2 FLOW-3D常用物理模型 |
2.5.3 FLOW-3D網(wǎng)格劃分 |
第三章 接線盒壓鑄工藝方案設(shè)計及優(yōu)化 |
3.1 鋁合金接線盒壓鑄件結(jié)構(gòu)分析 |
3.2 壓鑄模具分型面確定 |
3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計及優(yōu)化 |
3.3.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計 |
3.3.2 方案1 |
3.3.3 方案2 |
3.4 排溢系統(tǒng)設(shè)計 |
本章小結(jié) |
第四章 接線盒生產(chǎn)工藝參數(shù)方案研究 |
4.1 正交試驗方案設(shè)計 |
4.1.1 試驗因素選定 |
4.1.2 正交試驗方案 |
4.2 模擬試驗結(jié)果分析 |
4.2.1 充型過程 |
4.2.2 凝固過程 |
4.3 較優(yōu)生產(chǎn)工藝參數(shù)方案 |
本章小結(jié) |
第五章 壓鑄模具設(shè)計及生產(chǎn)驗證 |
5.1 確定壓鑄機(jī) |
5.2 成型零件設(shè)計 |
5.2.1 成型零件尺寸設(shè)計 |
5.3 模架設(shè)計 |
5.3.1 套版設(shè)計 |
5.3.2 導(dǎo)柱設(shè)計 |
5.3.3 動模座板和墊塊設(shè)計 |
5.4 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計 |
5.4.1 抽芯力及抽芯距離計算 |
5.4.2 斜銷設(shè)計 |
5.4.3 滑塊及其鎖緊和限位裝置 |
5.5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計 |
5.5.1 推桿設(shè)計 |
5.5.2 推板和推桿固定板 |
5.6 壓鑄機(jī)校核 |
5.7 生產(chǎn)驗證 |
本章小結(jié) |
結(jié)論 |
參考文獻(xiàn) |
致謝 |
(3)二維相變熱傳導(dǎo)問題的徑向基點插值法(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 緒論 |
1.1 選題背景及研究目的與意義 |
1.2 無網(wǎng)格法在熱傳導(dǎo)分析中的研究進(jìn)展 |
1.3 徑向基點插值法的研究進(jìn)展 |
1.4 本文的主要工作 |
第二章 徑向基點插值法的基本原理 |
2.1 徑向基函數(shù) |
2.2 徑向基點插值形函數(shù) |
2.3 基于徑向基點插值法的曲面擬合和插值 |
2.4 徑向基點插值形函數(shù)的性質(zhì) |
第三章 徑向基點插值法在穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)中的應(yīng)用 |
3.1 引言 |
3.2 穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題 |
3.3 徑向基點插值法求穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題 |
3.4 計算流程 |
3.5 數(shù)值算例 |
3.5.1 矩形板穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題 |
3.5.2 圓盤穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題 |
3.5.3 橢圓盤穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題 |
3.6 本章小結(jié) |
第四章 徑向基點插值法在相變溫度場中的應(yīng)用 |
4.1 引言 |
4.2 相變傳熱問題 |
4.3 徑向基點插值法求解平面相變傳熱問題 |
4.4 實施步驟 |
4.5 數(shù)值算例 |
4.5.1 半空間內(nèi)的凝固問題 |
4.5.2 方形角域內(nèi)的相變傳熱問題 |
4.6 本章小結(jié) |
第五章 總結(jié)與展望 |
5.1 總結(jié) |
5.2 展望 |
參考文獻(xiàn) |
致謝 |
攻讀碩士學(xué)位期間科研成果 |
作者簡介 |
(4)鋁合金輪轂半固態(tài)壓鑄模擬及模具優(yōu)化(論文提綱范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 緒論 |
1.1 選題目的及意義 |
1.2 半固態(tài)成形技術(shù)概況 |
1.2.1 半固態(tài)成形技術(shù)特點 |
1.2.2 半固態(tài)壓鑄技術(shù) |
1.2.3 鋁及其合金 |
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及現(xiàn)存問題 |
1.3.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
1.3.2 現(xiàn)存問題 |
1.4 論文主要研究內(nèi)容 |
第2章 壓鑄過程數(shù)值模擬理論基礎(chǔ) |
2.1 壓鑄充填理論 |
2.1.1 弗羅梅爾(Frommer)理論 |
2.1.2 勃蘭特(Brandt)理論 |
2.1.3 巴頓(Barton)理論 |
2.2 壓鑄數(shù)值模擬發(fā)展和現(xiàn)狀 |
2.3 鑄件充型過程模擬理論和方法 |
2.3.1 鑄件充型數(shù)值模擬理論 |
2.3.2 充型過程數(shù)值模擬方法 |
2.4 鑄件充型過程模擬理論和方法 |
2.4.1 熱量傳遞方式 |
2.4.2 導(dǎo)熱微分方程 |
2.4.3 定解條件 |
2.4.4 潛熱處理 |
2.4.5 凝固過程數(shù)值模擬方法 |
2.5 缺陷預(yù)測 |
2.5.1 縮松預(yù)測 |
2.5.2 縮孔預(yù)測 |
2.6 Anycasting軟件 |
2.6.1 數(shù)值模擬步驟 |
2.6.2 AnyCasting軟件介紹 |
2.7 本章小結(jié) |
第3章 鋁合金輪轂壓鑄工藝及模具設(shè)計 |
3.1 輪轂結(jié)構(gòu) |
3.2 輪轂壓鑄工藝性分析 |
3.3 半固態(tài)壓鑄模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 |
3.3.1 分型面的選擇 |
3.3.2 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 |
3.3.3 澆注系統(tǒng)類型和結(jié)構(gòu) |
3.3.4 內(nèi)澆口參數(shù)設(shè)計 |
3.3.5 排溢系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計 |
3.3.6 推出機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計 |
3.3.7 壓鑄模具材料設(shè)計 |
3.3.8 模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 |
3.4 本章小結(jié) |
第4章 壓鑄數(shù)值模擬模型的建立 |
4.1 AnyCasting和 UGNX9.0 數(shù)據(jù)交換 |
4.2 A356 材料屬性分析 |
4.3 壓鑄工藝參數(shù)確定 |
4.3.1 壓射比壓 |
4.3.2 充型速度 |
4.3.3 模具預(yù)熱溫度 |
4.3.4 漿料溫度 |
4.3.5 保壓時間 |
4.3.6 模擬參數(shù)選擇 |
4.3.7 模擬前處理 |
4.4 充型過程分析 |
4.5 凝固過程分析 |
4.6 缺陷分析 |
4.7 本章小結(jié) |
第5章 壓鑄模具結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化 |
5.1 正交試驗設(shè)計 |
5.2 充型過程分析 |
5.2.1 充型過程數(shù)值模擬結(jié)果 |
5.2.2 充型過程模擬結(jié)果分析 |
5.3 凝固過程分析 |
5.3.1 凝固過程數(shù)值模擬結(jié)果 |
5.3.2 凝固過程模擬結(jié)果分析 |
5.4 本章小結(jié) |
結(jié)論 |
參考文獻(xiàn) |
致謝 |
(5)鑄造模擬關(guān)鍵熱參數(shù)的反算優(yōu)化及應(yīng)用研究(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 課題背景及意義 |
1.1.1 課題背景 |
1.1.2 課題意義 |
1.2 鑄造CAE |
1.2.1 鑄造CAE的內(nèi)容 |
1.2.2 鑄造CAE國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 |
1.2.3 鑄造CAE存在的問題 |
1.3 鑄造CAE反算優(yōu)化研究現(xiàn)狀 |
1.4 本文研究思路及技術(shù)路線 |
2 實驗設(shè)計及數(shù)據(jù)采集 |
2.1 實驗方案設(shè)計 |
2.2 實驗材料及設(shè)備選定 |
2.2.1 澆注合金材料 |
2.2.2 型砂材料 |
2.2.3 合金熔煉設(shè)備 |
2.2.4 數(shù)據(jù)測量與采集設(shè)備 |
2.3 實驗實施與數(shù)據(jù)采集 |
2.4 數(shù)據(jù)整理及誤差源分析 |
2.4.1 數(shù)據(jù)整理 |
2.4.2 誤差源分析 |
2.5 本章小結(jié) |
3 凝固傳熱數(shù)值模型建立 |
3.1 鑄造凝固過程傳熱模型 |
3.1.1 熱傳導(dǎo) |
3.1.2 熱對流 |
3.1.3 熱輻射 |
3.2 傳熱數(shù)值模型參數(shù)條件 |
3.2.1 幾何條件 |
3.2.2 初始條件 |
3.2.3 物性參數(shù) |
3.2.4 邊界條件 |
3.3 實驗數(shù)值模型建立 |
3.4 本章小結(jié) |
4 數(shù)值求解及誤差源分析 |
4.1 溫度場數(shù)值求解 |
4.2 誤差源分析 |
4.2.1 實驗測量誤差 |
4.2.2 數(shù)值模型誤差 |
4.3 本章小結(jié) |
5 DOE田口法參數(shù)條件敏感性分析 |
5.1 DOE田口法模型建立 |
5.1.1 正交試驗原理 |
5.1.2 基于正交試驗的敏感性分析原理 |
5.1.3 田口方法分析流程 |
5.2 數(shù)值模型參數(shù)條件敏感性分析 |
5.2.1 試驗因子的選定 |
5.2.2 正交試驗 |
5.2.3 敏感性結(jié)果分析 |
5.3 本章小結(jié) |
6 反算優(yōu)化 |
6.1 反算法基本思路分析 |
6.2 反算法數(shù)學(xué)模型建立 |
6.3 熱參數(shù)條件反算優(yōu)化 |
6.3.1 呋喃樹脂砂導(dǎo)熱系數(shù)λs反算優(yōu)化 |
6.3.2 表面對流傳熱系數(shù)hf反算優(yōu)化 |
6.4 本章小結(jié) |
7 反算優(yōu)化數(shù)據(jù)驗證 |
7.1 實驗?zāi)P万炞C |
7.2 實際生產(chǎn)驗證 |
7.2.1 行星架鑄件概況 |
7.2.2 行星架鑄造工藝方案 |
7.2.3 行星架數(shù)值建模步驟及參數(shù)條件設(shè)置 |
7.2.4 行星架模擬結(jié)果驗證 |
7.3 本章小結(jié) |
8 基于反算優(yōu)化數(shù)據(jù)對落砂溫度的應(yīng)用研究 |
8.1 機(jī)身落砂溫度應(yīng)用研究技術(shù)路線 |
8.1.1 機(jī)身溫度場數(shù)值模型建立 |
8.1.2 機(jī)身落砂前應(yīng)力模型建立 |
8.1.3 機(jī)身落砂后應(yīng)力模型建立 |
8.2 不同落砂溫度冷卻曲線分析 |
8.3 落砂溫度對機(jī)身殘余應(yīng)力的影響 |
8.3.1 機(jī)身落砂前應(yīng)力分析 |
8.3.2 機(jī)身落砂后應(yīng)力分析 |
8.4 落砂溫度對機(jī)身應(yīng)變的影響 |
8.4.1 機(jī)身落砂前應(yīng)變分析 |
8.4.2 機(jī)身落砂后應(yīng)變分析 |
8.5 本章小結(jié) |
結(jié)論 |
參考文獻(xiàn) |
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果 |
致謝 |
(7)位勢和非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題分?jǐn)?shù)階本構(gòu)模型的數(shù)值計算(論文提綱范文)
中文 摘要 |
ABSTRACT |
第一章 緒論 |
1.1 本文研究背景介紹 |
1.1.1 位勢問題概述 |
1.1.2 熱傳導(dǎo)問題概述 |
1.2 工程中的主要數(shù)值方法 |
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
1.4 本文研究內(nèi)容介紹 |
第二章 位勢問題和非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題的數(shù)學(xué)模型 |
2.1 分?jǐn)?shù)階微積分簡介 |
2.1.1 分?jǐn)?shù)階微積分的起源及發(fā)展 |
2.1.2 分?jǐn)?shù)階微積分的相關(guān)定義 |
2.2 本文數(shù)學(xué)模型介紹 |
2.2.1 二維位勢問題的數(shù)學(xué)模型 |
2.2.2 三維位勢問題的數(shù)學(xué)模型 |
2.2.3 一維常系數(shù)和變系數(shù)非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題的數(shù)學(xué)模型 |
第三章 基于二維Block Pulse函數(shù)的二維位勢問題的數(shù)值計算 |
3.1 二維Block-Pulse函數(shù) |
3.1.1 二維Block-Pulse函數(shù)的定義及其性質(zhì) |
3.1.2 函數(shù)逼近 |
3.2 分?jǐn)?shù)階微分算子矩陣 |
3.3 算法的誤差和收斂性分析 |
3.4 二維Block-Pulse函數(shù)在求解二維位勢問題中的計算過程 |
3.5 算法流程框圖 |
3.6 數(shù)值模擬 |
3.7 本章小結(jié) |
第四章 基于三維Block-Pulse函數(shù)的三維位勢問題的數(shù)值計算 |
4.1 三維Block-Pulse函數(shù) |
4.1.1 三維Block-Pulse函數(shù)的定義及其性質(zhì) |
4.1.2 函數(shù)逼近理論 |
4.2 算法收斂性分析 |
4.3 三維Block-Pulse函數(shù)在求解三維位勢問題中的計算過程 |
4.4 算法流程框圖 |
4.5 數(shù)值模擬 |
4.6 本章小結(jié) |
第五章 基于Chebyshev小波的一維常系數(shù)非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題的數(shù)值計算 |
5.1 Chebyshev小波的定義及其性質(zhì) |
5.2 分?jǐn)?shù)階積分算子矩陣 |
5.3 Chebyshev小波在求解常系數(shù)非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題中的計算過程 |
5.4 數(shù)值模擬 |
5.5 本章小結(jié) |
第六章 基于Chebyshev多項式的一維變系數(shù)非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題的數(shù)值計算 |
6.1 移位的Chebyshev多項式的定義及其性質(zhì) |
6.2 函數(shù)逼近理論 |
6.3 Chebyshev多項式的高階及其分?jǐn)?shù)階微分算子矩陣 |
6.4 Chebyshev多項式在求解變系數(shù)熱傳導(dǎo)問題中的計算過程 |
6.5 待研究問題的誤差分析 |
6.6 算法流程框圖 |
6.7 數(shù)值模擬 |
6.8 本章小結(jié) |
第七章 結(jié)論與展望 |
7.1 結(jié)論 |
7.2 創(chuàng)新點 |
7.3 展望 |
參考文獻(xiàn) |
附錄 3-1 |
附錄 4-1 |
附錄 6-1 |
致謝 |
攻讀學(xué)位論文期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄及參與的項目 |
(8)結(jié)構(gòu)復(fù)雜鋁合金壓鑄件工藝及組織性能研究(論文提綱范文)
致謝 |
摘要 |
abstract |
第一章 緒論 |
1.1 鋁及鋁合金 |
1.1.1 鋁的基本特征 |
1.1.2 鋁合金的分類 |
1.2 鋁合金壓鑄成形 |
1.2.1 壓鑄技術(shù)的特點及發(fā)展 |
1.2.2 壓鑄鋁合金 |
1.2.3 壓鑄工藝 |
1.3 計算機(jī)模擬仿真技術(shù)的發(fā)展 |
1.4 課題研究背景及主要內(nèi)容 |
1.5 本章小結(jié) |
第二章 鑄造數(shù)值模擬仿真技術(shù) |
2.1 模擬技術(shù)理論 |
2.1.1 模擬仿真的數(shù)值算法 |
2.1.2 模擬仿真數(shù)學(xué)模型 |
2.2 ProCAST軟件介紹 |
2.2.1 ProCAST軟件模擬特點 |
2.2.2 ProCAST軟件模擬模塊 |
2.2.3 ProCAST軟件模擬流程 |
2.3 本章小結(jié) |
第三章 殼體壓鑄工藝及結(jié)構(gòu)模擬優(yōu)化 |
3.1 鑄件澆注系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化 |
3.1.1 殼體結(jié)構(gòu)分析 |
3.1.2 澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)設(shè)計 |
3.1.3 鑄件澆注系統(tǒng)模擬分析 |
3.2 殼體壓鑄工藝參數(shù)選擇 |
3.2.1 正交試驗方法 |
3.2.2 正交試驗水平因素確定 |
3.3 實驗結(jié)果數(shù)據(jù)分析 |
3.4 殼體結(jié)構(gòu)優(yōu)化 |
3.4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 |
3.4.2 實驗驗證 |
3.5 本章小結(jié) |
第四章 合金元素對鑄件組織性能影響 |
4.1 Cu元素對殼體性能的影響 |
4.1.1 實驗方案 |
4.1.2 實驗過程 |
4.1.3 實驗分析 |
4.2 稀土元素對殼體性能的影響 |
4.2.1 實驗方案 |
4.2.2 實驗過程 |
4.2.3 實驗分析 |
4.3 Cu和稀土元素對殼體性能影響的對比分析 |
4.4 本章小結(jié) |
第五章 結(jié)論與展望 |
參考文獻(xiàn) |
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果 |
(9)渦輪增壓器熱鑄成型關(guān)鍵技術(shù)研究(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 緒論 |
1.1 課題背景和意義 |
1.2 渦輪增壓器壓殼熱鑄成型模擬技術(shù)簡介 |
1.3 國內(nèi)外研究狀態(tài)及發(fā)展趨勢 |
1.3.1 國外鑄造成型數(shù)值模擬研究狀況 |
1.3.2 國內(nèi)鑄造成型數(shù)值模擬研究狀況 |
1.3.3 鑄造成型數(shù)值模擬技術(shù)在飛邊去除上的應(yīng)用 |
1.4 課題研究的主要內(nèi)容 |
第二章 渦輪增壓器飛邊形成及解決措施 |
2.1 熱傳導(dǎo)理論基礎(chǔ)及分析 |
2.1.1 熱傳導(dǎo)的概念 |
2.1.2 溫度場的邊值條件 |
2.1.3 溫度場的求解 |
2.2 熱彈性理論及其解法 |
2.2.1 彈性力學(xué)基本方程 |
2.2.2 熱彈性力學(xué)基本方程 |
2.3 渦輪增壓器熱鑄過程模擬仿真 |
2.3.1 飛邊產(chǎn)生的影響因素分析 |
2.3.2 模型建立及簡化 |
2.3.3 模具的預(yù)處理及求解 |
2.3.4 模擬結(jié)果研究及飛邊的預(yù)判 |
2.4 飛邊修正方法 |
2.5 實驗驗證 |
2.6 本章小結(jié) |
第三章 溫度場對壓殼模具熱變形的影響分析 |
3.1 金屬液和鑄型接觸界面平衡溫度場分析 |
3.1.1 預(yù)熱溫度對鋁液—型腔界面平衡溫度Tb的影響 |
3.1.2 澆注溫度對鋁液—型腔界面平衡溫度Tb的影響 |
3.2 試驗方案設(shè)計 |
3.3 預(yù)熱溫度對模具熱變形的影響 |
3.3.1 預(yù)熱溫度對節(jié)點位移的影響 |
3.3.2 預(yù)熱溫度對壓殼飛邊的影響 |
3.3.3 結(jié)論 |
3.4 澆注溫度對模具熱變形的影響 |
3.4.1 澆注溫度對節(jié)點位移的影響 |
3.4.2 澆注溫度對壓殼飛邊的影響 |
3.5 本章小結(jié) |
第四章 渦輪增壓器壓殼充型及凝固過程數(shù)值模擬 |
4.1 充型過程數(shù)值模擬理論 |
4.1.1 充型過程數(shù)值模擬的基本方法 |
4.1.2 充型過程數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)模型 |
4.1.3 紊流模型 |
4.2 凝固過程數(shù)值模擬理論 |
4.2.1 凝固過程數(shù)值模擬的基本方法 |
4.2.2 凝固過程數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)模型 |
4.2.3 縮孔縮松和熱裂缺陷的預(yù)測 |
4.3 數(shù)值模擬壓殼材料的熱物性參數(shù) |
4.4 渦輪增壓器壓殼數(shù)值模擬前處理 |
4.4.1 渦輪增壓器壓殼參數(shù)化建模 |
4.4.2 設(shè)置示蹤粒子 |
4.4.3 渦輪增壓器壓殼網(wǎng)格剖分 |
4.4.4 數(shù)值模擬初始條件確定 |
4.4.5 熱量傳遞問題的確定與物性參數(shù)的選擇 |
4.5 渦輪增壓器壓殼數(shù)值模擬結(jié)果查看 |
4.6 本章小結(jié) |
第五章 渦輪增壓器壓殼鑄造工藝及溫度場研究 |
5.1 渦輪增壓器壓殼鑄造過程澆注系統(tǒng)設(shè)計 |
5.1.1 澆冒口補(bǔ)縮原理及其設(shè)計的原則 |
5.1.2 澆冒口的工藝設(shè)計方案 |
5.2 工藝改進(jìn)方案以及實際效果分析 |
5.2.1 工藝改進(jìn)方案 1 |
5.2.2 工藝改進(jìn)方案 2 |
5.3 工藝改進(jìn)后試制效果 |
5.4 澆注溫度對鑄件質(zhì)量的影響 |
5.4.1 720℃金屬液澆注溫度下的鑄造過程和缺陷分析 |
5.4.2 700℃金屬液澆注溫度下的鑄造過程和缺陷分析 |
5.4.3 680℃金屬液澆注溫度下的鑄造過程和缺陷分析 |
5.5 預(yù)熱溫度對鑄件質(zhì)量的影響 |
5.5.1 350℃型腔預(yù)熱溫度下的鑄造過程和缺陷分析 |
5.5.2 310℃型腔預(yù)熱溫度下的鑄造過程和缺陷分析 |
5.6 本章小結(jié) |
第六章 結(jié)論與展望 |
6.1 主要結(jié)論 |
6.2 創(chuàng)新點 |
6.3 展望 |
致謝 |
參考文獻(xiàn) |
附錄: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文 |
(10)壓鑄過程壓室及鑄型界面?zhèn)鳠岬难芯浚ㄕ撐奶峋V范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 緒論 |
1.1 引言 |
1.1.1 壓鑄工藝及應(yīng)用 |
1.1.2 壓鑄合金 |
1.1.3 計算機(jī)模擬仿真技術(shù) |
1.1.4 課題的研究意義 |
1.2 壓鑄模擬仿真技術(shù)的研究進(jìn)展 |
1.2.1 溫度場數(shù)值模擬仿真技術(shù) |
1.2.2 充型及微觀組織模擬仿真技術(shù) |
1.2.3 壓室變形模擬仿真技術(shù) |
1.3 凝固過程界面換熱的研究進(jìn)展 |
1.3.1 熱傳導(dǎo)反問題的研究進(jìn)展 |
1.3.2 界面換熱系數(shù)的確定方法 |
1.3.3 普通鑄造過程界面換熱的研究 |
1.4 壓鑄過程界面換熱的研究進(jìn)展 |
1.4.1 壓室界面換熱的研究 |
1.4.2 鑄型界面換熱的研究 |
1.4.3 壓鑄過程界面換熱的確定方法 |
1.5 課題研究存在的問題 |
1.6 課題的研究目標(biāo)及內(nèi)容 |
1.6.1 課題研究目標(biāo) |
1.6.2 課題研究內(nèi)容 |
1.6.3 課題研究技術(shù)路線 |
1.7 論文結(jié)構(gòu)安排 |
第2章 壓鑄實驗設(shè)計研究 |
2.1 引言 |
2.2 測量難點 |
2.2.1 熱電偶分類及特性 |
2.2.2 測量誤差 |
2.2.3 熱電偶響應(yīng)時間 |
2.2.4 壓鑄測溫方案設(shè)計原則 |
2.3 多點測溫方案設(shè)計 |
2.3.1 通用測溫單元 |
2.3.2 專用測溫壓室 |
2.3.3 實驗壓鑄件 |
2.4 壓鑄實驗設(shè)計 |
2.4.1 實驗材料 |
2.4.2 實驗工藝參數(shù)設(shè)計 |
2.4.3 壓鑄測溫實驗 |
2.5 測量溫度分析 |
2.5.1 通用測溫單元溫度變化 |
2.5.2 專用測溫壓室溫度變化 |
2.6 本章小結(jié) |
第3章 界面?zhèn)鳠岱此隳P偷慕?/td> |
3.1 引言 |
3.2 傳熱模型 |
3.2.1 傳熱的基本方式 |
3.2.2 邊界條件 |
3.2.3 相變傳熱 |
3.3 壓鑄界面?zhèn)鳠岱治?/td> |
3.3.1 壓室工作狀態(tài)分析 |
3.3.2 液態(tài)金屬與壓室傳熱分析 |
3.3.3 液態(tài)金屬與鑄型傳熱分析 |
3.4 壓鑄界面?zhèn)鳠崮P偷慕?/td> |
3.4.1 克?;舴蜃儞Q |
3.4.2 等效比熱-熱焓法 |
3.4.3 分段線性技術(shù) |
3.4.4 液態(tài)金屬在壓室內(nèi)溫度場求解 |
3.4.5 液態(tài)金屬在型腔內(nèi)溫度場求解 |
3.4.6 壓室及鑄型的溫度場求解 |
3.5 界面?zhèn)鳠岱此隳P偷慕?/td> |
3.5.1 連續(xù)函數(shù)指定法求解界面熱流密度 |
3.5.2 未來時間步長的選擇 |
3.5.3 反算模型的穩(wěn)定性和可接受域 |
3.6 壓鑄全過程界面?zhèn)鳠岱辞蟪绦?/td> |
3.7 本章小結(jié) |
第4章 液態(tài)金屬與壓室界面換熱的研究 |
4.1 引言 |
4.2 靜態(tài)無壓射下的壓室界面換熱 |
4.2.1 鋁合金反算結(jié)果 |
4.2.2 鎂合金反算結(jié)果 |
4.2.3 壓室填充率的影響 |
4.2.4 澆注溫度的影響 |
4.3 常規(guī)壓鑄下的壓室界面換熱 |
4.3.1 鋁合金反算結(jié)果 |
4.3.2 鎂合金反算結(jié)果 |
4.3.3 低速速度的影響 |
4.3.4 高速速度的影響 |
4.3.5 鑄造壓力的影響 |
4.4 本章小結(jié) |
第5章 液態(tài)金屬與鑄型界面換熱的研究 |
5.1 引言 |
5.2 界面換熱系數(shù)的確定及變化規(guī)律 |
5.2.1 單個循環(huán)分析 |
5.2.2 鑄件形狀和測溫位置的影響 |
5.2.3 快速下降階段分析 |
5.3 鑄型界面換熱系數(shù)的影響因素 |
5.3.1 界面換熱系數(shù)峰值 |
5.3.2 工藝參數(shù)的影響 |
5.3.3 鑄型表面初始溫度 |
5.4 真空壓鑄下鑄型界面換熱的研究 |
5.4.1 通用測溫單元的應(yīng)用 |
5.4.2 實驗測量溫度 |
5.4.3 界面換熱反算結(jié)果 |
5.4.4 界面換熱系數(shù)的影響因素 |
5.5 本章小結(jié) |
第6章 壓鑄界面?zhèn)鳠岬膽?yīng)用 |
6.1 引言 |
6.2 界面換熱系數(shù)的應(yīng)用 |
6.2.1 界面換熱邊界模型 |
6.2.2 模具熱平衡預(yù)測 |
6.3 壓室預(yù)結(jié)晶組織的預(yù)測 |
6.3.1 壓鑄微觀組織形核模型 |
6.3.2 微觀組織模擬及實驗驗證 |
6.4 本章小結(jié) |
第7章 結(jié)論 |
參考文獻(xiàn) |
致謝 |
附錄A 壓鑄正交試驗條件 |
附錄B 追趕法求解 |
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 |
四、邊界元法求解金屬凝固過程逆熱傳導(dǎo)問題(論文參考文獻(xiàn))
- [1]基于MAGMA的汽車輪轂支架鑄造工藝研究[D]. 張夢琪. 長春工業(yè)大學(xué), 2021(01)
- [2]鋁合金接線盒壓鑄工藝及模具數(shù)值模擬研究[D]. 周啟航. 大連交通大學(xué), 2020(06)
- [3]二維相變熱傳導(dǎo)問題的徑向基點插值法[D]. 紀(jì)樂. 寧夏大學(xué), 2020(03)
- [4]鋁合金輪轂半固態(tài)壓鑄模擬及模具優(yōu)化[D]. 張佳喆. 燕山大學(xué), 2019(05)
- [5]鑄造模擬關(guān)鍵熱參數(shù)的反算優(yōu)化及應(yīng)用研究[D]. 劉晉. 西華大學(xué), 2020(01)
- [6]時域徑向積分邊界元法在平面單相凝固問題中的應(yīng)用[J]. 左沖,姚鴻驍,姚偉岸. 工程力學(xué), 2019(03)
- [7]位勢和非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題分?jǐn)?shù)階本構(gòu)模型的數(shù)值計算[D]. 解加全. 太原科技大學(xué), 2018(05)
- [8]結(jié)構(gòu)復(fù)雜鋁合金壓鑄件工藝及組織性能研究[D]. 白猛. 合肥工業(yè)大學(xué), 2018(02)
- [9]渦輪增壓器熱鑄成型關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李玲嬌. 江南大學(xué), 2016(02)
- [10]壓鑄過程壓室及鑄型界面?zhèn)鳠岬难芯縖D]. 曹永友. 清華大學(xué), 2015(07)
標(biāo)簽:數(shù)值模擬論文; 壓鑄工藝論文; 壓鑄鋁合金論文; 模具型腔論文; 熱傳導(dǎo)論文;