本文關(guān)鍵詞：船用槳轂體鑄造方案的計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《大連理工大學(xué)》 2014年

船用槳轂體鑄造方案的計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)

李佳  

【摘要】：船用槳轂體是調(diào)距螺旋槳裝置的核心部件之一,它既是推進(jìn)功率的承載部件,又是調(diào)距的最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)。船用槳轂體具有外形尺寸大、壁薄、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn),僅依靠實(shí)驗(yàn)手段研究其鑄造工藝較為困難,利用數(shù)值模擬手段可以對(duì)槳轂體的鑄造過(guò)程進(jìn)行有效研究。本課題運(yùn)用有限元方法對(duì)重力鑄造、離心鑄造和低壓鑄造三種工藝方案的鑄造過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,并結(jié)合鑄造實(shí)驗(yàn),得到船用槳轂體的最佳鑄造方案。 基于對(duì)鑄件充型和凝固過(guò)程的數(shù)學(xué)描述,應(yīng)用ProCAST有限元軟件完成對(duì)三種鑄造工藝方案的充型和凝固過(guò)程數(shù)值模擬研究。三種鑄造方案的澆注溫度都為1110℃。重力鑄造、離心鑄造和低壓鑄造的鑄型預(yù)熱溫度分別為100℃,30℃和600℃。低壓鑄造的壓力曲線根據(jù)帕斯卡原理制定。離心鑄造的離心轉(zhuǎn)速為150r/min。 與數(shù)值模擬的相關(guān)參數(shù)相一致,進(jìn)行了相關(guān)的鑄造實(shí)驗(yàn)。利用測(cè)溫裝置測(cè)得實(shí)驗(yàn)中鑄件的凝固曲線,應(yīng)用反算法求解三種鑄造方案的鑄件/鑄型界面換熱系數(shù)。通過(guò)不斷將實(shí)測(cè)凝固曲線和模擬凝固曲線進(jìn)行比對(duì),調(diào)整界面換熱系數(shù)值使得模擬凝固曲線與實(shí)測(cè)凝固曲線趨于一致,得到重力鑄造、離心鑄造和低壓鑄造的界面換熱系數(shù)分別為：800,1000,3500W·m-2K-1。 流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果表明,重力鑄造、離心鑄造和低壓鑄造三種鑄造方案的充型過(guò)程都非常平穩(wěn),均適合生產(chǎn)高質(zhì)量的船用槳轂體鑄件。溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果表明,重力鑄造下的鑄件沒(méi)有實(shí)現(xiàn)順序凝固,冒口對(duì)鑄件的補(bǔ)縮通道被阻礙；低壓鑄造下的澆注系統(tǒng)對(duì)鑄件的補(bǔ)縮通道也被阻塞；而離心鑄造下的鑄件實(shí)現(xiàn)了自下而上的順序凝固,冒口中的熔體可以很好的補(bǔ)縮鑄件。因此,選擇離心鑄造方案制備高致密度、高質(zhì)量的槳轂體。 對(duì)離心鑄造制備槳轂體的缺陷進(jìn)行分析,確定了制備槳轂體的最佳工藝參數(shù)。研究了澆注溫度、鑄型預(yù)熱溫度和離心轉(zhuǎn)速對(duì)鑄件內(nèi)的縮松缺陷的影響。得到制備槳轂體的最佳工藝參數(shù)為：過(guò)熱度50℃,鑄型預(yù)熱溫度300℃,離心轉(zhuǎn)速150r/min。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U671.3;TG24
【目錄】：

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 曾興旺;離心鑄造充型過(guò)程數(shù)值模擬的研究[D];華中科技大學(xué);2004年

2 王寶臣;電磁離心鑄造陶瓷顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2006年

3 張偉;離心鑄造雙金屬?gòu)?fù)合管凝固模擬前后處理研究[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

4 石成芳;離心鑄造鋁基復(fù)合材料梯度功能盤狀零件成形工藝研究[D];重慶大學(xué);2007年

5 張軍;立式離心鑄造充型過(guò)程數(shù)值模擬[D];華中科技大學(xué);2011年

6 侯耀武;42CrMo立式離心鑄造環(huán)坯組織預(yù)測(cè)及控制[D];太原科技大學(xué);2013年

7 徐耀增;電磁離心鑄造熱流磁耦合數(shù)值模擬[D];長(zhǎng)安大學(xué);2013年

8 李崗;雙金屬?gòu)?fù)合管離心鑄造凝固過(guò)程溫度場(chǎng)數(shù)值模擬[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

9 郝素斌;離心鑄造復(fù)合軋輥的凝固過(guò)程模擬[D];河北科技大學(xué);2012年

10 張培培;離心鑄造管自動(dòng)脫模裝置的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：船用槳轂體鑄造方案的計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：74929