離心充型凝固有限元模擬及鑄件-鑄型界面換熱系數(shù)確定.pdf

1、本文利用實(shí)驗(yàn)室自制的離心澆鑄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采用可在非真空條件下離心鑄造的鋁合金(A356和Al-4.5Cu合金)作為模擬合金，研究金屬液的離心充型與凝固行為。并結(jié)合鑄造CAE軟件模擬和數(shù)學(xué)建模的方法，研究重力和離心力以及鑄型表面粗糙度等因素對(duì)界面換熱系數(shù)的影響。
　　本論文具體完成了以下內(nèi)容：結(jié)合所用離心澆鑄實(shí)驗(yàn)裝置中拔塞坩堝的具體結(jié)構(gòu)，建立了凝固模擬所需的金屬液澆注入口速度的數(shù)學(xué)模型；利用Pro-E軟件對(duì)鋁合金離心澆鑄系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)體

2、造型；結(jié)合鑄造工程軟件ProCAST利用反算法確定了重力澆注實(shí)驗(yàn)中的界面換熱系數(shù)平均值；建立了一種計(jì)算金屬熔體凝固結(jié)殼前，與粗糙鑄型表面之間等效界面換熱系數(shù)的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型；利用本實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了重力澆注實(shí)驗(yàn)和離心澆注實(shí)驗(yàn)；評(píng)定了冷卻速度對(duì)鑄件凝固組織(二次枝晶間距)的影響。
　　研究結(jié)果表明:根據(jù)反算法確定的本文重力澆注實(shí)驗(yàn)中的界面換熱系數(shù)約為2000W/m2K；根據(jù)澆注坩堝流速模型求得的金屬液入口流速、反算法計(jì)算的界面換熱系