金屬鑄造凝固過程的界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、在金屬鑄造凝固過程中，在鑄件/鑄型界面間會產(chǎn)生空隙即熱阻。熱阻的大小隨時間和空間變化，常常主導(dǎo)著熱傳導(dǎo)的過程，通常將熱阻的影響表示為界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。在溫度場數(shù)值模擬中，鑄件與鑄型間的界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是關(guān)鍵的參數(shù)。 本文通過利用大型通用有限元分析軟件ANSYS對金屬鑄造凝固過程的溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，利用“反問題”的方法對界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)進(jìn)行了求解，并通過試驗證明了這種方法的正確性和通用性。主要研究工作如下： 1、利用ANSYS

2、軟件從是否考慮熱阻(或界面?zhèn)鳠嵯禂?shù))的角度來對同一鑄造凝固過程的溫度場進(jìn)行模擬分析，進(jìn)而判定接觸熱阻的存在對溫度場分布的影響；在考慮界面熱阻情況下，對當(dāng)界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)取不同值時的鑄造凝固過程的溫度場進(jìn)行模擬，對比分析模擬結(jié)果與試驗結(jié)果，得到界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)對鑄造凝固過程溫度場的影響； 2、由于重力和鑄型表面散熱情況等因素的影響，處于鑄件/鑄型界面處的豎直方向產(chǎn)生的空隙大于水平方向，模擬時考慮以上因素，界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)根據(jù)鑄件與鑄型接觸面所

3、處位置不同取不同值，并將模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行對比分析； 3、采用“測點溫度計算界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)”和“0.618法直接搜索界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)”兩種方案同時利用“反問題”的數(shù)學(xué)方法來求解界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，并應(yīng)用ANSYS軟件、0.618法和最小二乘法得出了界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)隨時間變化的規(guī)律并建立其數(shù)學(xué)模型?；谝陨系姆椒ê退媒Y(jié)論，可以擴(kuò)展到考慮接觸應(yīng)力、不同厚度、不同時間(或溫度)等情況，建立關(guān)于應(yīng)力、厚度、時間(或溫度)等的界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的數(shù)學(xué)模型