【摘要】：在河道疏浚工程用于輸送泥沙的管道中,由傳統(tǒng)碳鋼制備的鑄管由于內(nèi)表面受到砂石的沖刷而磨損失效,采用高硬度材料制備的整體管費(fèi)用高且機(jī)加工困難。由于一種材料很難即有較好的韌性和高的硬度和耐磨性,而復(fù)合材料能夠在同一零件上各部位提供不同的使用性能,雙金屬復(fù)合管正是基于此發(fā)展起來的,本文采用的雙金屬復(fù)合管是由以普通碳鋼為基底,高鉻鑄鐵為耐磨層通過一定的成型方法,使之結(jié)合為一體的復(fù)合管材,其既有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能,又有較強(qiáng)的抗磨損能力,因此能最大限度的減少重量,并能顯著提高使用壽命。本文對大直徑薄壁雙金屬圓管的離心鑄造工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與模擬,通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集,采用逆算法確定模擬軟件中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)—換熱系數(shù),并帶入到模擬軟件中,使模擬更接近于實(shí)際生產(chǎn)過程。并對臥式離心鑄造的充型、凝固的溫度場、流動場和壓力場進(jìn)行模擬分析。本文針對大直徑薄壁離心成型難的特點(diǎn),探討各個工藝參數(shù)如轉(zhuǎn)速、澆鑄溫度、鑄型預(yù)熱溫度及兩層澆鑄的時間間隔等取值原則,通過模擬對比分析各個工藝參數(shù)的影響;討論了兩種金屬的物性參數(shù)、界面結(jié)合方式與溫度的關(guān)系,通過對鑄件溫度場的數(shù)值模擬,獲得各個工藝參數(shù)對復(fù)合界面的影響,從而優(yōu)化工藝參數(shù)使得兩層金屬能夠通過擴(kuò)散、熔合實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合,獲得界面結(jié)合良好的雙金屬復(fù)合管。模擬結(jié)果如下:(1)提高外層金屬的澆注溫度、模型預(yù)熱、增加涂料的厚度對鑄件的鑄造過程均起到保溫作用,而鑄件的保溫促進(jìn)了元素的擴(kuò)散行為,對界面結(jié)合有利。(2)提高內(nèi)層澆注溫度的影響根據(jù)情況不同而不同,當(dāng)內(nèi)層澆注溫度低于外層的初始溫度時,提高內(nèi)層澆注溫度影響不明顯,當(dāng)內(nèi)層澆注溫度遠(yuǎn)高于外層的初始溫度時,其對外層鑄件的加熱作用明顯,能顯著提高界面的結(jié)合效果。(3)對于大直徑長管,通過分析溫度云圖,可得到兩個差異顯著的區(qū)域,邊界部位和中心部位,通過分析給出了邊界部位所占長度。分析表明觀測邊界區(qū)域雙金屬結(jié)合情況的好壞無法指示整個管件的結(jié)合情況。(4)兩種金屬的澆注間隔時間決定了界面結(jié)合的成敗,時間過短導(dǎo)致混流,時間過長則界面為機(jī)械結(jié)合,本文給出了最佳間隔時間段和最佳間隔時間。
【圖文】：

圖 1-1 離心鑄管機(jī)平面圖1.噴拉車油缸 2.涂料壓送罐 3.液壓站 4.操作控制臺 5.噴拉車 6.接管器 7.滾輪組 8.鑄型 9.澆鑄小車 10.渦流制動器 11.電磁抱閘 12.電磁調(diào)速電機(jī)離心鑄造雙金屬管的工藝過程如下：1）噴涂料過程，，將鑄型加熱到一定溫度并以一定速率旋轉(zhuǎn)，同時噴拉車的

有限元分析流程
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG249.4;TV535

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2554513