鋁合金鑄造過程中鑄件—模具界面換熱系統(tǒng)的反分析求解.pdf

1、隨著鑄造CAE技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，現(xiàn)在不僅可以模擬鑄造宏觀過程，還可以預(yù)測缺陷甚至組織及其力學(xué)性能。在鑄造過程中，鑄件與鑄型界面的換熱直接影響著鑄件凝固的溫度場變化，影響鑄件的冷卻順序，因此間接的影響了鑄件凝固缺陷的產(chǎn)生；界面換熱系數(shù)也直接影響鑄件的冷卻速率，從而影響著鑄件的微觀組織和最終力學(xué)性能等。而預(yù)測縮孔、縮松、裂紋和偏析等缺陷都是建立在凝固溫度場模擬的基礎(chǔ)上。準(zhǔn)確模擬凝固溫度場需要準(zhǔn)確的材料熱物性參數(shù)、符合實(shí)際工藝的初始條件和邊界

2、條件等參數(shù)，而鑄件與模具的界面換熱系數(shù)是影響仿真精度最為關(guān)鍵的參數(shù)，因其難以通過實(shí)驗(yàn)直接獲得，是影響鑄造CAE技術(shù)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵參數(shù)之一。
　　本文針對(duì)鋁合金金屬模具界面的換熱系數(shù)進(jìn)行研究，利用反熱傳導(dǎo)方法進(jìn)行界面換熱系數(shù)的反求，并將反求得到的界面換熱系數(shù)應(yīng)用到微觀組織模擬，并得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要工作如下：
　　1)設(shè)計(jì)凝固測溫實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行凝固測溫實(shí)驗(yàn)。分別實(shí)施了澆注溫度為620℃、650℃、680℃、700℃、720℃

3、的凝固測溫實(shí)驗(yàn)，得到隨時(shí)間變化的溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行誤差分析和處理得到反求的已知條件溫度數(shù)據(jù)。
　　2)利用ProCAST建立反求模型，將換熱系數(shù)定位隨時(shí)間變化的11個(gè)參數(shù)，并采用虛擬仿真的溫度數(shù)據(jù)作為反求的已知條件對(duì)反求模型進(jìn)行虛擬驗(yàn)證。
　　3)將凝固測溫實(shí)驗(yàn)中的三個(gè)測溫點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)作為反求的已知數(shù)據(jù)，另外兩個(gè)測溫點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)作為驗(yàn)證數(shù)據(jù)，分別求出五組不同澆注溫度下隨時(shí)間變化的界面換熱系數(shù)，研究表明隨著澆注溫度的升高，界面換