【摘要】：采用數(shù)值模擬手段對鑄造凝固充型過程中的成形類缺陷進(jìn)行預(yù)測,對提高鑄件性能和優(yōu)化鑄造工藝有著十分巨大的價值。然而目前數(shù)值模擬存在誤差,誤差主要來源有三類:模型誤差,方法誤差,參數(shù)誤差。其中參數(shù)誤差包括材料的熱物性參數(shù)、初始條件和邊界條件不準(zhǔn)確帶來的誤差。對于金屬型鑄造來說,界面換熱系數(shù)對模擬的準(zhǔn)確性影響更為重要。在實際數(shù)值模擬過程中,模型和求解方法往往難于改變。因此,如何獲得準(zhǔn)確的界面換熱系數(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。求解了GKMS60銅合金與模具界面換熱系數(shù),對鑄件與鑄型間的換熱行為進(jìn)行了分析。將反求得到的界面換熱系數(shù)應(yīng)用到低壓鑄造模擬中,模擬結(jié)果表明能準(zhǔn)確地預(yù)測鑄件在鑄型中的流動情況,提高了模擬的精度。主要工作如下:(1)考慮到復(fù)雜模型會導(dǎo)致反求效率的低下,建立了一維反熱傳導(dǎo)模型,并編制了計算機(jī)程序。驗證了反求模型的準(zhǔn)確性,并分析了測溫數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對反求結(jié)果準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的影響。通過測溫實驗得到的溫度場數(shù)據(jù),反求得到界面換熱系數(shù)。(2)設(shè)計了正交試驗和測溫實驗,對GKMS60銅合金熱物性參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,通過得到最優(yōu)試驗,從而得到相應(yīng)的熱物性參數(shù),并將優(yōu)化后的熱物性參數(shù)應(yīng)用到界面換熱系數(shù)反求過程中的溫度場計算中。(3)設(shè)計了實際澆注測溫實驗,將凝固測溫實驗中的靠近界面處的測溫點溫度數(shù)據(jù)作為反求的已知數(shù)據(jù)。通過計算得到的界面換熱系數(shù)表明界面換熱系數(shù)變化主要發(fā)生在液固相區(qū),變化范圍在1000~2700(W/(m~2?K))之間。(4)將反求得到的界面換熱系數(shù),運用在低壓鑄造模擬當(dāng)中,通過模擬結(jié)果與實驗結(jié)果相比較,提高了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性,為優(yōu)化工藝方案和提升產(chǎn)品質(zhì)量提供了重要的參考。
【圖文】：

論文的基本框架

圖 2.1 平板內(nèi)一維非線性導(dǎo)熱問題Fig. 2.1 One-dimensional nonlinear heat transfer problem in T（x，t=0）= ，，0 -k（T） = ( )，x=0，t>0 = ，x=L 由式(2.36)和式(2.37)可得： = 2 2 + 處理，以差分代替微分，得到式(2.40)： =
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG292

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2651722