鑄造產(chǎn)業(yè)一直是現(xiàn)代機械制造業(yè)的重要組成部分之一,隨著時代的進步和可持續(xù)發(fā)展理念的提出,使用最小的成本來獲得最優(yōu)質(zhì)的鑄件已經(jīng)逐漸成為鑄造業(yè)必然的發(fā)展目標。鑄造過程數(shù)值模擬技術能夠為鑄造生產(chǎn)提供有效的技術支持,在分析缺陷產(chǎn)生情況、預測產(chǎn)品質(zhì)量、改良技術方案等方面發(fā)揮著重要的作用,而在實際生產(chǎn)過程中,需要進行模擬分析的鑄件往往體積較大且結構復雜,受個人計算機配置的限制,模擬周期相對較長,如何提高模擬計算過程的計算精度和計算效率一直是廣大專家學者的研究重點。本文針對此問題提出了宏觀縮孔度模型、宏微觀縮松度模型和動態(tài)網(wǎng)格技術模型,對傳統(tǒng)鑄造凝固過程數(shù)值模擬的計算模型進行改進,有效的提高了模擬計算過程的效率和精度。宏觀縮孔度模型是建立在原有算法基礎上,通過每一時間步長實時消耗當前步長內(nèi)產(chǎn)生的收縮量,并平均賦予每一個頂部熔池單元,使其具有一定的縮孔度,此縮孔度不斷疊加,直至達到100%后將網(wǎng)格標志修改為縮孔,并進行下一層單元的判斷。通過算法模型,由于實時的消耗收縮量,一部分由于凝固而被判定為完全充滿的鑄件網(wǎng)格具有一定的縮孔度,通過縮孔度分布擬合得到更加貼合實際的縮孔形貌,且使縮孔缺陷的預測和顯示脫離...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 鑄造過程數(shù)值模擬研究概述
        1.2.1 鑄件充型過程數(shù)值模擬
        1.2.2 鑄件凝固過程數(shù)值模擬
        1.2.3 鑄件凝固微觀組織數(shù)值模擬
    1.3 縮孔縮松缺陷預測的研究進展
    1.4 研究意義及研究內(nèi)容
第二章 研究路線、算法和開發(fā)平臺
    2.1 研究路線
    2.2 傳熱學基礎
        2.2.1 熱傳導
        2.2.2 熱對流
        2.2.3 熱輻射
    2.3 鑄件凝固過程中導熱方程的離散化
        2.3.1 差分格式的推導
        2.3.2 差分格式的穩(wěn)定性和收斂性
        2.3.3 鑄件凝固過程熱傳導差分格式的求解條件
    2.4 結晶潛熱的處理
    2.5 縮孔縮松缺陷預測模型
        2.5.1 熔池劃分算法
        2.5.2 縮孔的預測算法
        2.5.3 縮松的預測算法
    2.6 開發(fā)平臺與工具
        2.6.1 開發(fā)平臺
        2.6.2 開發(fā)工具
第三章 宏觀縮孔度的研究
    3.1 技術路線
    3.2 算法模型
    3.3 模擬結果及實驗驗證
        3.3.1 實驗設計
        3.3.2 模擬方案
        3.3.3 結果對比及分析
    3.4 本章小結
第四章 宏微觀結合縮松度的研究
    4.1 技術路線
    4.2 算法模型
        4.2.1 運算次序的確定
        4.2.2 溫度回升法計算模型
        4.2.3 宏微觀縮松度預測模型
    4.3 模擬結果及實驗驗證
        4.3.1 實驗設計
        4.3.2 溫度曲線的計算和實驗對比
        4.3.3 微觀縮松度模擬結果
    4.4 本章小結
第五章 動態(tài)網(wǎng)格技術的研究
    5.1 技術路線
    5.2 算法模型
        5.2.1 動態(tài)網(wǎng)格剖分方法
        5.2.2 場值的再分配
    5.3 模擬結果及分析
    5.4 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望與不足
參考文獻
致謝
附錄
學位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3808059