發(fā)布時間：2021-07-21 18:08

　　用鑄滲法制備的ZTA陶瓷顆粒增強高鉻鑄鐵基復合材料是耐磨性能很好的一種耐磨材料,近年來被廣泛應用于多種耐磨場合。對其鑄造過程進行數值模擬可以有效地預測制備過程中出現的各種缺陷,并優(yōu)化工藝參數。對鑄造過程的數值模擬,以往的研究大都將充型和凝固過程分開計算,或者不考慮充型過程,認為“金屬液瞬間充滿型腔,初始溫度為澆注溫度”而直接進行凝固模擬,模擬結果和實際工程問題相差較大。本文首次利用大型通用軟件ANSYS中的FLUENT模塊對鑄滲法制備蜂窩狀ZTAp/高鉻鑄鐵基復合材料的充型過程中流場和溫度場進行了耦合計算,觀察了充型過程中金屬液自由表面的分布以及溫度場的變化情況,成功預測了充型過程中出現的一些缺陷,優(yōu)化了澆注速度。結果表明：選擇1570℃的澆注溫度,0.2 m/s的澆注速度,在本文所設計的澆注系統(tǒng)中進行澆注,可以得到復合完全的鑄件,沒有澆不足、氣孔、縮孔等缺陷出現。在充型過程模擬的基礎上,通過接口之間的轉換,將充型結束時的溫度場計算結果轉換成凝固過程的初始溫度載荷,加載到ANSYS Mechanical模塊中,進行凝固過程熱應力的耦合求解,得到了熱應力場的分布結果,預測了熱裂紋等缺陷,... 

【文章來源】：昆明理工大學云南省

【文章頁數】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１常用的陶瓷顆粒增強金屬基復合材料??通過對目前顆粒増強金屬基復合材料王業(yè)制備方法的綜述發(fā)現，無壓條件下??

在鑄型、鑄件ｔｕ及預制體之間的傳遞不會中斷。本文采用交錯網格技術來離散整??個計算域，計算時壓力、溫度、體積分數等變量布置在單元的中也，各變量在網??格中布置如圖２－１所示：??個??Ｙ?Ｗ?Ｄ＊?ｅ??Ｖ￣￣??圖２－１?Ｈ維交錯網格??對于Ｈ維網格，Ｗ、ｅ?（左、右面中也、）布置Ｘ方向速度Ｕ；?ｎ、Ｓ?（上、下??面中也）儲存ｙ方向速度Ｖ；?ｔ、ｂ?（前、后面中屯）儲存Ｚ方向速度Ｗ；?Ｐ?（網??格中也）布置壓力、媼度、體積分數值，如圖２－２所示。??巧巧讀巧遠養(yǎng)?巧Ａ?／奇?巧膚巧?韋滅??己，Ｍ?；?１?１?Ｉ?，?、１?＇?；?Ｉ?－－????■???Ｊ；ｊ＿?：…?…—??，．＾Ｘ－，?—＿ＪＬ?一已左？．４３一＂＾＋＾??Ｌ二?Ｊ?ｔ＇Ｃ?一‘；■一?＂’山‘豐＇；６?一Ｉ?—?——－Ｕ?—??？；???Ａ?ｉ????或?－ｉ—、．—??ＦＡ?■?Ｆ?＼?．?．．Ｊ—一??Ｌ－Ｕ?－－?ｒ—??腳、腳、?＼?＼??控制條?控制㈱??圖２－２?Ｈ維針算區(qū)域離散網格在兩個方向上的投影??２．對控制方程的離散??對于所有的流體流動的控制方程，無論是連續(xù)性方程、動量方程，還是能量??方程，都可Ｗ寫成２－１形式的通用形式。??本文屬于瞬態(tài)問題，在用有限體積法求解時，在將控制方程對控制體積進行??空間積分的同時

氧化鍋質量分數為８２％。此復相陶瓷顆粒既保留了氧化鉛的高硬度又改善??了氧化鍋的強脆性，可Ｗ滿足高耐磨性能的要求。本文所用的ＺＴＡ陶瓷顆粒是從??山東姪苑新材料科技股份有限公司購入的，其宏觀形貌照片如圖３－１所示。??圖３－１?ＺＴＡ陶瓷顆粒宏觀形貌??２．

【參考文獻】：
期刊論文
[1]顆粒增強高鉻鑄鐵基復合材料的制備、組織與性能[J]. 鄭開宏,趙散梅,王娟,陳亮,李林.  鑄造. 2012(02)
[2]基于ANSYS的鑄造過程熱應力雙向耦合模擬[J]. 傅顯鈞,廖敦明,周建新,陳濤.  鑄造. 2011(11)
[3]不同溫度場數值模擬中潛熱的處理方式[J]. 高翔.  新疆有色金屬. 2011(S1)
[4]鑄鋼后橋V法鑄造數值模擬及工藝優(yōu)化[J]. 米國發(fā),陳立林,南紅艷.  熱加工工藝. 2011(01)
[5]數值模擬技術在鑄造工藝中的應用[J]. 楊軍,艾秀蘭,李寶治.  大連交通大學學報. 2009(04)
[6]臺車車輪鑄造工藝的數值模擬及優(yōu)化[J]. 李安銘,王海瑞,王錦永.  鑄造. 2009(06)
[7]箱體低壓鑄造過程的數值模擬[J]. 劉娟妮,王智民,張兵憲.  模具工業(yè). 2009(05)
[8]大型導向葉片鑄鋼件的數值模擬與工藝優(yōu)化[J]. 米國發(fā),王錦永.  鑄造技術. 2009(05)
[9]淺談鑄造過程應力的數值模擬[J]. 趙建華,許鵬飛,韓征權.  鑄造設備與工藝. 2009(02)
[10]摩托車減震筒金屬型鑄造充型凝固過程數值模擬[J]. 楊仁康,姚三九,毛禮亮,栗重浩.  鑄造. 2009(04)

碩士論文
[1]ZTA陶瓷顆粒增強高鉻鑄鐵基復合材料的磨損性能研究[D]. 王瑞.華南理工大學 2013
[2]陶瓷顆粒增強高鉻鑄鐵基表層復合材料的制備與磨損性能研究[D]. 趙散梅.中南大學 2012
[3]基于FLUENT的鑄件充型凝固過程數值模擬[D]. 宇文晅晅.天津理工大學 2012
[4]基于ANSYS的鑄件充型凝固過程數值模擬[D]. 金常忠.天津理工大學 2011
[5]軋機機架水玻璃砂型鑄造過程數值模擬研究[D]. 余軍.中南大學 2010
[6]鑄造數值模擬技術及其在典型鑄鋼件中的應用[D]. 王世濱.哈爾濱工程大學 2008
[7]鑄件流場與溫度場耦合計算的數值模擬研究[D]. 齊慧.四川大學 2002



本文編號：3295517