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技術的應用和發(fā)展，現(xiàn)在不僅可以模擬鑄造宏觀過程，還可以預測缺陷甚至組織及其力學性能。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性能等。而預測縮孔、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上。準確模擬凝固溫度場需要準確的材料熱物性參數(shù)、符合實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鍵的參數(shù)，因其難以通過實驗直接獲得，是影響鑄造CAE技術推廣應用的關鍵參數(shù)之一。
　　本文針對鋁合金金屬模具界面的換熱系數(shù)進行研究，利用反熱傳導方法進行界面換熱系數(shù)的反求，并將反求得到的界面換熱系數(shù)應用到微觀組織模擬，并得到了實驗驗證。主要工作如下：
　　1)設計凝固測溫實驗裝置，并進行凝固測溫實驗。分別實施了澆注溫度為620℃、650℃、680℃、700℃、720℃

3、的凝固測溫實驗，得到隨時間變化的溫度數(shù)據(jù)，并進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)定位隨時間變化的11個參數(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反求模型進行虛擬驗證。
　　3)將凝固測溫實驗中的三個測溫點的溫度數(shù)據(jù)作為反求的已知數(shù)據(jù)，另外兩個測溫點的溫度數(shù)據(jù)作為驗證數(shù)據(jù)，分別求出五組不同澆注溫度下隨時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