MIM注射多相流模擬的各相本構(gòu)和邊界滑移研究.pdf

1、在金屬注射成形(MIM)工藝中，由金屬粉末和粘結(jié)劑均勻混合而成的混合填料，會(huì)在注射充模過(guò)程中產(chǎn)生偏析效應(yīng)，這是影響MIM產(chǎn)品最終質(zhì)量的特殊和重要因素。使用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對(duì)MIM工藝的注射過(guò)程進(jìn)行模擬并預(yù)測(cè)偏析效應(yīng)，顯得十分重要。 傳統(tǒng)毛細(xì)管粘度計(jì)試驗(yàn)的分析模型假定了流體在管壁處的粘滯作用，然而事實(shí)上混合流體在管壁處存在滑移現(xiàn)象，這一滑移現(xiàn)象必然影響流體粘度的確定。在實(shí)際分析模擬中注射填料在模腔內(nèi)壁的滑移對(duì)注射過(guò)程和結(jié)果同樣會(huì)有顯

2、著影響，是一個(gè)不應(yīng)忽視的因素。因此，研究工作特別開(kāi)發(fā)了一個(gè)可以對(duì)毛細(xì)管粘度計(jì)試驗(yàn)多相流模型中各相流動(dòng)分別施加不同邊界條件，包括滑移邊界條件的差分解工具。為多相流模擬中模腔內(nèi)部滑移影響的深入研究提供了便利和有效的工具。對(duì)于今后研究中所涉及的毛細(xì)管試驗(yàn)參數(shù)標(biāo)定方法的確定提供了可行的研究手段。 本研究工作的主要目的是尋找適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)標(biāo)定和模型分析方法，確定兩相流模擬的各相本構(gòu)和模腔內(nèi)壁滑移參數(shù)，以合理實(shí)施可信賴(lài)的數(shù)值模擬，在毛細(xì)管試驗(yàn)的

3、分析模型中，引入滑移因素。通過(guò)不同管徑的試驗(yàn)，確定滑移量和混合流體的粘度。并基于包括滑移條件的兩相流模型解，確定數(shù)值模擬可以采用的各相粘度性質(zhì)。通過(guò)解析分析和合理的數(shù)值算法，證實(shí)包括滑移條件的兩相流模型中，邊界滑移速度與兩相粘度的確定可以分別實(shí)施。其他參數(shù)確定后，兩相間動(dòng)量交互系數(shù)可以單獨(dú)通過(guò)試驗(yàn)確定。 在本研究的基礎(chǔ)上，對(duì)已開(kāi)發(fā)的MIM注射模擬軟件增加滑移邊界條件的處理功能。通過(guò)合理處理邊界條件和初始條件，修正速度場(chǎng)的求解過(guò)程