本文選題：多維振動(dòng) + 振動(dòng)鑄造�。� 參考：《安徽理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：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)及基于微晶蠟的物理模擬實(shí)驗(yàn),模擬振動(dòng)充型及振動(dòng)凝固過(guò)程。采用與數(shù)值模擬相同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行澆注,用數(shù)碼相機(jī)記錄振動(dòng)條件下流體的流動(dòng)行為,分析得出振動(dòng)參數(shù)與流體充型狀態(tài)及時(shí)間之間的關(guān)系,對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行論證;依據(jù)ProCAST模擬得出的最佳參數(shù)及相似性準(zhǔn)則對(duì)微晶蠟的熔化溫度計(jì)算,使其滿(mǎn)足與原型相似。為了保證實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性,采用振動(dòng)充型時(shí)的方案進(jìn)行振動(dòng)澆注,用表面收縮體積代替縮松體積進(jìn)行計(jì)量,通過(guò)方差分析法確定最適宜的凝固補(bǔ)縮的振動(dòng)方案。
[Abstract]:As an important forming method of mechanical parts, the improvement of foundry technology can greatly promote the development of national industry. In order to realize the goal of "complication, thin-wall and large size", new casting technology has been developed. Multi-dimensional vibration casting technology is a further improvement and optimization of vibration casting technology. By changing the degree of freedom, amplitude, frequency and other parameters of vibratory casting, the filling capacity of liquid metal in the mold cavity can be improved effectively, and the feeding effect of liquid metal can be promoted. Based on the study of advanced vibratory casting technology and theory at home and abroad, the numerical simulation software EDEM-Fluent and ProCAST are used to simulate the flow and shrinkage behavior of molten metal in the cavity. The hydraulic experiment and the physical simulation experiment based on microcrystalline wax were carried out by using the multi-dimensional vibration device and die designed by ourselves. The main research work is as follows: (1) the vibration device is calculated and the corresponding vibration parameters are obtained. The effects of degrees of freedom, amplitude and frequency on the flow capacity of the fluid in the cavity were studied by selecting the vibration parameters of the L-shaped filling sample. The representative parameters are selected and the EDEM-Fluent coupling simulation is carried out by using the self-selection model. Through the analysis of the particle motion in the filling process, the moving state of the particles under various vibration conditions is obtained. The number of particles in the investigation area of the cavity is obtained by orthogonal parameter experiment, and the response degree of particle to vibration degree of freedom, vibration frequency and vibration amplitude is obtained by means of range analysis. 2) considering that ProCAST can not be used to simulate vibration casting, The effects of pouring speed, pouring temperature and sand box temperature on the shrinkage of the selected model were analyzed. By means of orthogonal experiment, the order of influence of pouring parameters on solidification shrinkage of molten metal and the best pouring scheme are obtained for reference of physical simulation experiment. The effect of the change of the same parameter on the volume of shrinkage of castings was studied by single variable method. The process of vibration filling and vibration solidification was simulated by hydraulic experiments and physical simulation experiments based on microcrystalline wax. Using the same experimental scheme as numerical simulation, the flow behavior of fluid under vibration condition is recorded by digital camera, and the relationship between vibration parameters and filling state and time of fluid is obtained, and the numerical simulation results are demonstrated. The melting temperature of microcrystalline wax is calculated according to the optimum parameters and similarity criterion obtained by ProCAST simulation, which is similar to the prototype. In order to ensure the continuity of the experiment, the vibratory pouring was carried out by the method of vibration filling, and the surface shrinkage volume was used instead of the shrinkage volume to be measured. The most suitable vibration scheme for solidification and shrinkage was determined by the method of variance analysis.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG211

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本文編號(hào)：1960465