離心鑄造雙金屬復(fù)合管數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2021-08-02 14:31
管道是河道疏浚工程中用于輸送泥沙的關(guān)鍵過流部件,在其工作過程中由于輸送水底砂石等物,磨損十分嚴(yán)重,并且具有較強(qiáng)的腐蝕性,因此要求其管道內(nèi)表面具有耐磨性、耐腐蝕性能,同時(shí)由于在運(yùn)輸過程中會承受較高的壓力,因此需要管道具有較高的強(qiáng)度和韌性。雙金屬復(fù)合管因?yàn)閮?nèi)層和外層具有顯著不同的成分和性能,可滿足對其的綜合性能的要求,已成為疏浚管的發(fā)展方向。復(fù)合管多采用離心復(fù)合鑄造方法,因其鑄造條件和工藝的復(fù)雜性,大型復(fù)合管實(shí)驗(yàn)成本高,有些參數(shù)難以測試的問題,很難科學(xué)分析實(shí)際出現(xiàn)的問題。因此對其過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析具有理論意義和實(shí)用價(jià)值。論文以一種大直徑的薄壁離心鑄造雙金屬復(fù)合管為研究對象,根據(jù)實(shí)際工作情況和工環(huán)境對其性能的要求,選用外層材料為304不銹鋼,內(nèi)層材料為高鉻鑄鐵。建立了復(fù)合管的數(shù)學(xué)物理模型,并分析了其離心鑄造的工藝參數(shù)、邊界條件和潛熱等因素的處理方法。在此基礎(chǔ)上,選用Flow-3D軟件作為模擬軟件,制定了合理的模擬方法,并對一個(gè)小模型進(jìn)行了模擬,以驗(yàn)證模擬方法的可靠性。把雙金屬復(fù)合管的模擬分為兩個(gè)階段:首先對外層金屬的充型過程進(jìn)行模擬,獲得其溫度冷卻曲線,根據(jù)溫度曲線獲得內(nèi)外層金屬的澆注時(shí)間...
【文章來源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
邊界網(wǎng)格加密技術(shù)
圖 1-2 巢式網(wǎng)格技術(shù)low-3D 軟件采用獨(dú)有的 FAVORTM(Fractional Area /Vn)技術(shù),該種網(wǎng)格技術(shù)可以使僅僅用簡單的矩形網(wǎng)楚,從而減少了網(wǎng)格技術(shù)提高了計(jì)算速度;low-3D 軟件最擁有一套非常獨(dú)特的的兩相流計(jì)算方法地對自由液面變化開展追蹤,因此可以對具有自由界場進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬,能夠準(zhǔn)確的模擬出自由液面的交low-3D 的非慣性坐標(biāo)系以及常規(guī)運(yùn)動物體的計(jì)算模型體與自由表面或流體的相互作用。其運(yùn)動情況可以分 motion)以及耦合運(yùn)動(non-moving),分別描述給耦合運(yùn)動的固體的運(yùn)動形式。ow-3D 軟件內(nèi)置相變模塊,可以很方便的通過開啟和關(guān)參數(shù),來控制是否模擬相變過程。使用簡單,功能強(qiáng)
源”來創(chuàng)建這個(gè)澆注口。即在原澆注系統(tǒng)的末端位置建立一個(gè)入口(inlet)以定義 inlet 的形狀、位置和入射角度,如果澆注口是運(yùn)動的,還可以定義 in運(yùn)動速度和路線。定義好形狀、位置和入射角度之后還需定義好澆注溫度澆注速度,定義澆注速度有三種方式:質(zhì)量流(kg/s)、體積流(m3/s)和流(m/s)。通過澆注速度(kg/s)與澆注時(shí)間來確定澆注量。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙金屬復(fù)合鋼管的生產(chǎn)工藝及工業(yè)應(yīng)用[J]. 聶向暉,李亮,劉迎來,王長安,王高峰. 石油管材與儀器. 2017(01)
[2]國內(nèi)外雙金屬復(fù)合管研究現(xiàn)狀[J]. 王純,畢宗岳,張萬鵬,楊耀斌,韓茈晨. 焊管. 2015(12)
[3]離心鑄造雙金屬管復(fù)合界面的研究[J]. 吳軒,胡建華,高歌. 熱加工工藝. 2015(23)
[4]離心鑄造凝固過程的流場和溫度場數(shù)值模擬[J]. 徐耀增,杜振拴,宋緒丁. 熱加工工藝. 2012(21)
[5]金屬鑄造過程界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的測定[J]. 竹勵(lì)萍,陳玲. 天津理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[6]離心鑄造雙金屬結(jié)合層的研究[J]. 胡冰,那順桑,陶進(jìn)長,馬欣然. 熱處理. 2008(06)
[7]離心鑄造碳鋼-高鉻鑄鐵雙金屬復(fù)合管工藝初探[J]. 郭明海,蔡玉麗,孫紅波,高義民. 鋼管. 2008(01)
[8]雙頭離心澆鑄雙金屬復(fù)合管工藝研究[J]. 張偉,許云華,劉偉濤. 熱加工工藝. 2007(21)
[9]VOF方法理論與應(yīng)用綜述[J]. 張健,方杰,范波芹. 水利水電科技進(jìn)展. 2005(02)
[10]金屬復(fù)合管生產(chǎn)技術(shù)綜述[J]. 趙衛(wèi)民. 焊管. 2003(03)
碩士論文
[1]內(nèi)覆不銹鋼/碳鋼雙金屬管內(nèi)壓擴(kuò)散復(fù)合的研究[D]. 晉軍輝.大連交通大學(xué) 2004
[2]離心鑄造充型過程數(shù)值模擬的研究[D]. 曾興旺.華中科技大學(xué) 2004
本文編號:3317732
【文章來源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
邊界網(wǎng)格加密技術(shù)
圖 1-2 巢式網(wǎng)格技術(shù)low-3D 軟件采用獨(dú)有的 FAVORTM(Fractional Area /Vn)技術(shù),該種網(wǎng)格技術(shù)可以使僅僅用簡單的矩形網(wǎng)楚,從而減少了網(wǎng)格技術(shù)提高了計(jì)算速度;low-3D 軟件最擁有一套非常獨(dú)特的的兩相流計(jì)算方法地對自由液面變化開展追蹤,因此可以對具有自由界場進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬,能夠準(zhǔn)確的模擬出自由液面的交low-3D 的非慣性坐標(biāo)系以及常規(guī)運(yùn)動物體的計(jì)算模型體與自由表面或流體的相互作用。其運(yùn)動情況可以分 motion)以及耦合運(yùn)動(non-moving),分別描述給耦合運(yùn)動的固體的運(yùn)動形式。ow-3D 軟件內(nèi)置相變模塊,可以很方便的通過開啟和關(guān)參數(shù),來控制是否模擬相變過程。使用簡單,功能強(qiáng)
源”來創(chuàng)建這個(gè)澆注口。即在原澆注系統(tǒng)的末端位置建立一個(gè)入口(inlet)以定義 inlet 的形狀、位置和入射角度,如果澆注口是運(yùn)動的,還可以定義 in運(yùn)動速度和路線。定義好形狀、位置和入射角度之后還需定義好澆注溫度澆注速度,定義澆注速度有三種方式:質(zhì)量流(kg/s)、體積流(m3/s)和流(m/s)。通過澆注速度(kg/s)與澆注時(shí)間來確定澆注量。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙金屬復(fù)合鋼管的生產(chǎn)工藝及工業(yè)應(yīng)用[J]. 聶向暉,李亮,劉迎來,王長安,王高峰. 石油管材與儀器. 2017(01)
[2]國內(nèi)外雙金屬復(fù)合管研究現(xiàn)狀[J]. 王純,畢宗岳,張萬鵬,楊耀斌,韓茈晨. 焊管. 2015(12)
[3]離心鑄造雙金屬管復(fù)合界面的研究[J]. 吳軒,胡建華,高歌. 熱加工工藝. 2015(23)
[4]離心鑄造凝固過程的流場和溫度場數(shù)值模擬[J]. 徐耀增,杜振拴,宋緒丁. 熱加工工藝. 2012(21)
[5]金屬鑄造過程界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的測定[J]. 竹勵(lì)萍,陳玲. 天津理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[6]離心鑄造雙金屬結(jié)合層的研究[J]. 胡冰,那順桑,陶進(jìn)長,馬欣然. 熱處理. 2008(06)
[7]離心鑄造碳鋼-高鉻鑄鐵雙金屬復(fù)合管工藝初探[J]. 郭明海,蔡玉麗,孫紅波,高義民. 鋼管. 2008(01)
[8]雙頭離心澆鑄雙金屬復(fù)合管工藝研究[J]. 張偉,許云華,劉偉濤. 熱加工工藝. 2007(21)
[9]VOF方法理論與應(yīng)用綜述[J]. 張健,方杰,范波芹. 水利水電科技進(jìn)展. 2005(02)
[10]金屬復(fù)合管生產(chǎn)技術(shù)綜述[J]. 趙衛(wèi)民. 焊管. 2003(03)
碩士論文
[1]內(nèi)覆不銹鋼/碳鋼雙金屬管內(nèi)壓擴(kuò)散復(fù)合的研究[D]. 晉軍輝.大連交通大學(xué) 2004
[2]離心鑄造充型過程數(shù)值模擬的研究[D]. 曾興旺.華中科技大學(xué) 2004
本文編號:3317732
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