基于Fluent鋁合金真空差壓充型形態(tài)數(shù)值模擬.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類(lèi)號(hào)：TG211學(xué)號(hào)：100082503007南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（碩士研究生）基于基于FluentFluent鋁合金真空差壓鋁合金真空差壓充型形態(tài)數(shù)值模擬充型形態(tài)數(shù)值模擬碩士研究生碩士研究生：涂紫鵬導(dǎo)師：嚴(yán)青松教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科、專(zhuān)業(yè)學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：航空宇航制造工程所在單位：所在單位：航空制造工程學(xué)院答辯日期答辯日期：2013年6月授予學(xué)位單位授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要真空差

2、壓鑄造工藝是一種先進(jìn)的反重力精密成形方法，實(shí)現(xiàn)了在真空下可控充型并在高壓下凝固結(jié)晶，在鑄造大型復(fù)雜薄壁有色合金精密鑄件具有較大的優(yōu)勢(shì)。在真空差壓充型過(guò)程中，充型過(guò)程金屬液的流動(dòng)形態(tài)對(duì)薄壁鑄件的成形質(zhì)量具有較大的影響，掌握并控制真空差壓鑄造的充型過(guò)程是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的關(guān)鍵之一。但是真空差壓鑄造充型過(guò)程，特別是充型流動(dòng)形態(tài)難以監(jiān)測(cè)，采用數(shù)值模擬方法可以較好的實(shí)現(xiàn)對(duì)充型形態(tài)的預(yù)測(cè)。因此，對(duì)鋁合金真空差壓充型形態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意

3、義。本文基于Fluent平臺(tái)，采用Scheme語(yǔ)言和UDF實(shí)現(xiàn)了基于Fluent真空差壓充型模塊，并對(duì)真空差壓鑄造充型形態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬，獲得真空度和加壓速率對(duì)真空差壓鑄造充型形態(tài)的影響規(guī)律。模擬結(jié)果表明：真空度對(duì)鋁合金鑄件充型形態(tài)的影響較大，隨著真空壓力降低，液態(tài)鋁合金充型能力強(qiáng)、充型形態(tài)平穩(wěn)；隨著真空壓力增大，鑄件容易出現(xiàn)卷氣、裹氣、澆不足等缺陷。真空度對(duì)鋁合金薄壁鑄件充型形態(tài)的影響隨壁厚減小而增大，當(dāng)壁厚小于5mm時(shí)，真空度對(duì)真空差

4、壓充型形態(tài)會(huì)產(chǎn)生十分顯著的影響。加壓速率對(duì)真空差壓鑄造鋁合金鑄件充型形態(tài)的影響也較大，隨著加壓速率的增大，真空差壓液態(tài)鋁合金充型形態(tài)會(huì)從正向充填逐漸轉(zhuǎn)向反向充填，充型形態(tài)也由平穩(wěn)充型逐漸轉(zhuǎn)向紊流。并建立了真空度對(duì)充型流動(dòng)形態(tài)的影響規(guī)律的數(shù)學(xué)模型：200111(1)21000tghPkERtLσρυρτ=同時(shí)，采用真空差壓鑄造工藝進(jìn)行了某復(fù)雜薄壁鋁合金殼體鑄件的試制，結(jié)果表明：在真空度80Kpa和60PKa充型時(shí)，鑄件出現(xiàn)了氣孔、澆不足等