箱體件低壓鑄造充型凝固過程數(shù)值模擬

1、分 類 號U D C密 級學(xué) 號 0 6 0 8 0 5 0 3 0 2 9 4活 瞬爭 了 ，去軍碩 士 學(xué) 位 論 文箱 體件 低 壓鑄 造 充 型凝 固過 程 數(shù) 值 模 擬劉 娟 妮李 料 名 稱 :學(xué) 科 門 類 :指 導(dǎo) 教 師 :申 請 日 期 :材 料 科 學(xué) 與 工 程工 學(xué)王 智 民 副 教 授2009 年 3 月摘 要論 文題 目: 箱 體 件 低 壓 鑄 造 充 型 凝 固過 程 數(shù) 值 模 擬學(xué)科 專 業(yè) :

2、材 料 科 學(xué) 與工 程研 究 生 : 劉 娟 妮 (簽 名 ) :指 導(dǎo) 教 師 : 王 智 民 副 教 授 (簽 名 ) :列 倆 分 包摘 要隨著 計 算 機(jī) 技 術(shù) 和 數(shù) 值 模 擬 技 術(shù) 的迅速 發(fā)展 ，計 算 機(jī) 在 鑄 造 領(lǐng) 域 得 到 了廣 泛 的應(yīng) 用 。它 可 以在 實 際生產(chǎn) 之 前 ，模 擬 鑄 造 的充 型 、凝 固 、傳 熱 、應(yīng) 力 場 、微 觀 組 織 分 布 等 ，預(yù) 測鑄 造 過 程 中可 能

3、出現(xiàn) 的缺 陷 ， 從 而 大 大 提 高生產(chǎn) 效 率 和 經(jīng) 濟(jì) 效 率 ， 對 于鑄 造 生產(chǎn) 具有 十 分重 要 的 意 義 。本 文 以大 型 有 限元 仿 真 軟 件 A N SY S 為工 具 ，以充 型凝 固過 程 的數(shù) 學(xué) 理 論 和 低 壓 鑄 造工 藝 為基 礎(chǔ) ，對 z L 1 0 1 箱 體 件 低 壓 鑄 造 充 型 過 程 進(jìn) 行 了模 擬 ，并 把 充 型 結(jié) 束 時 的溫 度 作為凝 固過 程 的初始 條

4、件 ， 禍 合 了流場 和 溫 度 場 的數(shù) 值 模 擬 。 根據(jù) 模 擬 結(jié)果對鑄 件 可 能產(chǎn) 生的缺 陷及 部 位 進(jìn) 行 了預(yù) 測 ，從 而 完 成 了對 工 藝參 數(shù) 的修 正 。本 文 得 到 的主 要 結(jié) 論 如 下 :1、 以 A N SY S一 C FD 模 塊 為平 臺 ， 采 用 不 可壓縮 粘 性 流 體 的流 動 控 制 方程 ， 分別對 0. 0 3 、0. 0 4 、0. 0 5 耐 s 三 種 不 同充

5、型 速 度 的流 動 狀 態(tài) 作 了分 析 ，結(jié) 果 表 明 : 當(dāng)充 型速 度 為 0 . 0 5 耐 s時 ，金 屬 液 與 型壁 之 間撞 擊 強(qiáng) 烈 ，卷 氣 現(xiàn) 象 明顯 ; 當(dāng)充 型速 度 為 0 . 0 4 耐 s 時 ，充 型 平 穩(wěn) ，無卷 氣 現(xiàn) 象 ，基 本 實現(xiàn) 了順 序 填 充 ; 當(dāng)充 型速 度 為 0 . 0 3 耐 s 時 ，在 遠(yuǎn) 離直 澆 道 的拐 角 處澆注 速 度 明顯 降低 ，出現(xiàn) 澆 不 足

6、現(xiàn) 象 ; 綜 合 考 慮 充 型 過 程 可 能 出現(xiàn) 的各 種 缺 陷 ，確 定 充 型速度 為 o . 04n訂 s。2 、充 型 結(jié) 束 時 ，箱 體 件 的頂 部溫 度 最 低 ，為 93 K ，澆 道 的溫 度 最 高 ，為 97 3 K ，整個 鑄 件 的 充 型 時 間 為 4 . 3 0 5。3 、把 充 型 結(jié)束 時 的溫 度 場 作 為凝 固 時 的初 始 條 件 ，進(jìn) 行 了流 場 和 溫 度 場 禍 合 數(shù) 值

7、 模擬 ，模 擬 結(jié) 果 反 映 了鑄 件 凝 固過 程 的溫 度 分布 。整 個 鑄 件 凝 固 時 間約 為 1495，凝 固結(jié) 束時 最 低 溫 度 為 65 2 K ，最 高 溫 度 為 8 7 5K 。4 、對 鑄 件 鑄 型 熱 節(jié) 區(qū) 截 面 進(jìn) 行 模 擬 ，結(jié) 果 表 明 該 截 面 沒 有 出現(xiàn) 補(bǔ) 縮 通 道 斷 開 現(xiàn) 象 ，符 合 低 壓 鑄 造 的順 序 凝 固 。 由此 可 得 到 鑄 件 厚 大 部 分