熱管技術在鋁合金摩輪成形中應用的計算機模擬.pdf

1、熱管具有很高的導熱性能，其導熱系數是優(yōu)良金屬導熱體的100～1000倍，目前熱管技術在空間技術、電子電器、能源動力、化工、輕工、冶金等方面廣泛應用。
　　 本文以鋁合金摩輪為研究對象，該零件的生產方法是重力金屬型鑄造，縮孔、縮松是產生廢品的主要原因。生產中采用在輪輞與輪輻相交的熱節(jié)處上方加冒口，在下模加循環(huán)冷卻水的方法來生產鑄件，工藝出品率約在50％左右。為取消冒口設計了帶水管冷卻的低壓鑄造工藝?；谥亓﹁T造冒口浪費金屬量大，低

2、壓鑄造水冷復雜且降低模具壽命的缺點，提出用熱管冷卻系統(tǒng)代替冒口與水冷系統(tǒng)。
　　 用Pro/Engineer三維造型軟件，對鋁合金摩輪和金屬型進行幾何實體造型。通過ProCAST軟件建立完整的有限元模型，設定重力鑄造、低壓鑄造的邊界條件和初始條件，對鑄件的重力鑄造、低壓鑄造分別進行了充型、凝固過程的模擬。通過模擬找出了縮孔、縮松產生的部位，重力鑄造缺陷基本集中在冒口部位；無冒口的低壓鑄造缺陷主要集中在輪輻與輪輞相交的熱節(jié)處。由此

3、找出模具需要強冷的部位。
　　 在模擬結果的基礎上對熱管系統(tǒng)進行設計，設計了熱管的結構、熱管在模具中的安裝位置；確定了熱管工作溫度與管殼形狀、壁厚；選擇了管內工作介質。計算了熱管熱阻及等效傳熱系數，進行了熱管壁厚強度的校核。通過對鑄件、熱管及冷端流體熱平衡的計算，從理論上證明了熱管系統(tǒng)滿足鑄件冷卻要求。
　　 用ProCAST軟件對用熱管冷卻的重力鑄造、低壓鑄造鑄件的充型、凝固過程進行了模擬。通過觀察鑄件凝固過程、溫度變