多維振動(dòng)下型腔內(nèi)金屬液充型與凝固規(guī)律研究.pdf

1、鑄造作為機(jī)械部件的重要成形方法，其技術(shù)水平的提高能極大促進(jìn)國(guó)家工業(yè)發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)鑄件“復(fù)雜化、薄壁化、大型化”的目標(biāo)，不斷有新的鑄造技術(shù)問(wèn)世。多維振動(dòng)鑄造技術(shù)是振動(dòng)鑄造技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化。通過(guò)改變振動(dòng)鑄造參數(shù)中的自由度、振幅、頻率等參數(shù)能夠有效提高金屬液在型腔中的充型能力，并對(duì)金屬液的補(bǔ)縮產(chǎn)生促進(jìn)作用。
　　本文在充分研究了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)振動(dòng)鑄造技術(shù)及理論的基礎(chǔ)上，利用數(shù)值模擬軟件EDEM-Fluent及ProCAST模擬金屬液在型

2、腔內(nèi)的流動(dòng)及收縮行為，并利用自主設(shè)計(jì)研制的多維振動(dòng)裝置及模具進(jìn)行了水力實(shí)驗(yàn)和基于微晶蠟的物理模擬實(shí)驗(yàn)。主要研究工作如下:
　　(1)對(duì)振動(dòng)裝置進(jìn)行計(jì)算，得出相應(yīng)的振動(dòng)參數(shù)。采用L形充型試樣對(duì)振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行篩選，研究自由度、振幅、頻率對(duì)流體在型腔內(nèi)流動(dòng)能力的影響。選取具有代表性的參數(shù)，利用自選模型進(jìn)行EDEM-Fluent耦合模擬，通過(guò)對(duì)充型過(guò)程中的顆粒運(yùn)動(dòng)情況分析，得出各個(gè)振動(dòng)工況下顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。利用正交參數(shù)實(shí)驗(yàn)法得出型腔考察區(qū)域

3、中顆粒的數(shù)目，通過(guò)極差分析法分析得出顆粒對(duì)振動(dòng)自由度、振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅度的響應(yīng)度。
　　(2)考慮到ProCAST不能進(jìn)行振動(dòng)鑄造模擬，選取三個(gè)金屬液澆注的一般性參數(shù)澆注速度、澆注溫度、砂箱溫度分析其對(duì)自選模型內(nèi)收縮情況的影響。利用正交實(shí)驗(yàn)法，得出澆注參數(shù)中對(duì)金屬液凝固收縮影響次序及最佳的澆注方案為物理模擬實(shí)驗(yàn)做參考。以最佳方案參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，采用單一變量法，研究同一參數(shù)的變化對(duì)鑄件縮松縮孔體積的影響。
　　(3)通過(guò)水力實(shí)驗(yàn)及