發(fā)布時間：2016-08-04 21:04

  本文關鍵詞：振動鑄造中型腔內(nèi)金屬液流動的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《廣州大學》 2013年

振動鑄造中型腔內(nèi)金屬液流動的數(shù)值模擬研究

馮均明  

【摘要】：在鑄造生產(chǎn)中，振動工況是一種重要的鑄造工藝方法，可改善鑄件內(nèi)部晶粒結(jié)構(gòu)，提高鑄件力學性能。鑄造充型數(shù)值模擬技術(shù)是近幾年來數(shù)值仿真領域研究的熱點和前沿。本文采用耦合動網(wǎng)格模型與VOF模型的動態(tài)氣液兩相流模擬方法，進行振動鑄造充型過程的數(shù)值模擬分析，優(yōu)化了振動工藝參數(shù)、優(yōu)化了鑄件結(jié)構(gòu)，，并基于耦合動網(wǎng)格、VOF模型和流固耦合模型的動態(tài)氣液兩相流固模擬方法進行了鎖模力的分析，為振動鑄造生產(chǎn)提供了參考數(shù)據(jù)。 采用耦合動網(wǎng)格、氣液兩相流的方法，實現(xiàn)振動鑄造充型數(shù)值模擬，模擬充型過程中金屬液的流動狀態(tài)，并利用水力學相似原理，設計了振動水力模擬實驗方案，得到實驗結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果一致，表明數(shù)值模擬方法可以準確處理振動鑄造充型過程中的復雜界面變化。 利用典型鑄件模型，以鑄造充型時間、壁面壓力和壁面剪切應力作為評價指標，對振動頻率、振動幅值、振動方向進行工藝參數(shù)優(yōu)化。依據(jù)正交實驗表，設計了16組數(shù)值實驗振動方案，采用權(quán)矩陣分析方法確定最優(yōu)振動鑄造方案，其最優(yōu)振動工況參數(shù)為：頻率為30Hz，幅值為0.3mm，振動方向為與水平方向成45°。以異形葉輪進行鑄造充型的振動工況優(yōu)化，并根據(jù)前后結(jié)果對比，得出優(yōu)化后的充型結(jié)果較良好，驗證最優(yōu)振動鑄造方案的可行性。 根據(jù)最優(yōu)振動鑄造方案，對汽車制動器支架和攪拌輪進行振動鑄造充型數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)在制動器安裝孔附近的尖角出現(xiàn)充型不完全的情況，發(fā)現(xiàn)在攪拌輪葉片的角邊位置和主軸安裝孔的凸臺位置出現(xiàn)充型不完全的情況。對原模型進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化并進行振動充型模擬，最終確定了支架和攪拌輪的優(yōu)化方案。 采用耦合動網(wǎng)格、氣液兩相流、單向流固耦合的方法，進行葉輪和模具的流固耦合仿真。首先對葉輪鑄件進行鑄造充型數(shù)值模擬，并且提取充型過程中型腔壁面壓力，對模具進行瞬態(tài)動力學分析，以及保壓階段模具的靜力分析，最終確定鑄造充型過程中模具最小的鎖模力。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：廣州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TG249.9
【目錄】：

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