当前位置:主页 > 科技论文 > 铸造论文 >

多维振动下型腔内金属液充型与凝固规律研究

发布时间:2018-05-31 16:04

  本文选题:多维振动 + 振动铸造 ; 参考:《安徽理工大学》2017年硕士论文


【摘要】:铸造作为机械部件的重要成形方法,其技术水平的提高能极大促进国家工业发展。为了实现铸件"复杂化、薄壁化、大型化"的目标,不断有新的铸造技术问世。多维振动铸造技术是振动铸造技术的进一步改进优化。通过改变振动铸造参数中的自由度、振幅、频率等参数能够有效提高金属液在型腔中的充型能力,并对金属液的补缩产生促进作用。本文在充分研究了国内外先进振动铸造技术及理论的基础上,利用数值模拟软件EDEM-Fluent及ProCAST模拟金属液在型腔内的流动及收缩行为,并利用自主设计研制的多维振动装置及模具进行了水力实验和基于微晶蜡的物理模拟实验。主要研究工作如下:(1)对振动装置进行计算,得出相应的振动参数。采用L形充型试样对振动参数进行筛选,研究自由度、振幅、频率对流体在型腔内流动能力的影响。选取具有代表性的参数,利用自选模型进行EDEM-Fluent耦合模拟,通过对充型过程中的颗粒运动情况分析,得出各个振动工况下颗粒的运动状态。利用正交参数实验法得出型腔考察区域中颗粒的数目,通过极差分析法分析得出颗粒对振动自由度、振动频率、振动幅度的响应度。(2)考虑到ProCAST不能进行振动铸造模拟,选取三个金属液浇注的一般性参数浇注速度、浇注温度、砂箱温度分析其对自选模型内收缩情况的影响。利用正交实验法,得出浇注参数中对金属液凝固收缩影响次序及最佳的浇注方案为物理模拟实验做参考。以最佳方案参数为标准,采用单一变量法,研究同一参数的变化对铸件缩松缩孔体积的影响。(3)通过水力实验及基于微晶蜡的物理模拟实验,模拟振动充型及振动凝固过程。采用与数值模拟相同的实验方案进行浇注,用数码相机记录振动条件下流体的流动行为,分析得出振动参数与流体充型状态及时间之间的关系,对数值模拟结果进行论证;依据ProCAST模拟得出的最佳参数及相似性准则对微晶蜡的熔化温度计算,使其满足与原型相似。为了保证实验的连续性,采用振动充型时的方案进行振动浇注,用表面收缩体积代替缩松体积进行计量,通过方差分析法确定最适宜的凝固补缩的振动方案。
[Abstract]:As an important forming method of mechanical parts, the improvement of foundry technology can greatly promote the development of national industry. In order to realize the goal of "complication, thin-wall and large size", new casting technology has been developed. Multi-dimensional vibration casting technology is a further improvement and optimization of vibration casting technology. By changing the degree of freedom, amplitude, frequency and other parameters of vibratory casting, the filling capacity of liquid metal in the mold cavity can be improved effectively, and the feeding effect of liquid metal can be promoted. Based on the study of advanced vibratory casting technology and theory at home and abroad, the numerical simulation software EDEM-Fluent and ProCAST are used to simulate the flow and shrinkage behavior of molten metal in the cavity. The hydraulic experiment and the physical simulation experiment based on microcrystalline wax were carried out by using the multi-dimensional vibration device and die designed by ourselves. The main research work is as follows: (1) the vibration device is calculated and the corresponding vibration parameters are obtained. The effects of degrees of freedom, amplitude and frequency on the flow capacity of the fluid in the cavity were studied by selecting the vibration parameters of the L-shaped filling sample. The representative parameters are selected and the EDEM-Fluent coupling simulation is carried out by using the self-selection model. Through the analysis of the particle motion in the filling process, the moving state of the particles under various vibration conditions is obtained. The number of particles in the investigation area of the cavity is obtained by orthogonal parameter experiment, and the response degree of particle to vibration degree of freedom, vibration frequency and vibration amplitude is obtained by means of range analysis. 2) considering that ProCAST can not be used to simulate vibration casting, The effects of pouring speed, pouring temperature and sand box temperature on the shrinkage of the selected model were analyzed. By means of orthogonal experiment, the order of influence of pouring parameters on solidification shrinkage of molten metal and the best pouring scheme are obtained for reference of physical simulation experiment. The effect of the change of the same parameter on the volume of shrinkage of castings was studied by single variable method. The process of vibration filling and vibration solidification was simulated by hydraulic experiments and physical simulation experiments based on microcrystalline wax. Using the same experimental scheme as numerical simulation, the flow behavior of fluid under vibration condition is recorded by digital camera, and the relationship between vibration parameters and filling state and time of fluid is obtained, and the numerical simulation results are demonstrated. The melting temperature of microcrystalline wax is calculated according to the optimum parameters and similarity criterion obtained by ProCAST simulation, which is similar to the prototype. In order to ensure the continuity of the experiment, the vibratory pouring was carried out by the method of vibration filling, and the surface shrinkage volume was used instead of the shrinkage volume to be measured. The most suitable vibration scheme for solidification and shrinkage was determined by the method of variance analysis.
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG211

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;充型过程对铸件凝固质量影响及充型──凝固──冷却三维综合模拟商品化软件包研究[J];机电产品开发与创新;2001年04期

2 陈乐平,张希俊,张方,莫成宁;松驰因子对铸造充型过程模拟软件的影响[J];铸造技术;2005年09期

3 刘金祥;廖日东;左正兴;;数值模拟在缸盖铸造充型过程研究中的应用[J];铸造技术;2006年01期

4 张舒娟;侯华;杨晶;毛红奎;;充型过程的数值模拟技术[J];现代铸铁;2006年06期

5 张舒娟;侯华;杨晶;毛红奎;;充型过程的数值模拟技术[J];材料导报;2007年03期

6 张舒娟;侯华;杨晶;毛红奎;;充型过程流场数值模拟研究[J];机械工程与自动化;2007年02期

7 薛莉;毛红奎;徐宏;施得运;;铸造充型过程的数值模拟研究现状及发展[J];热加工工艺;2010年03期

8 姚宾叶;毛红奎;徐宏;孟宪宝;;铸造充型过程流场数值模拟现状及发展趋势[J];铸造技术;2012年10期

9 袁浩扬,林汉同;铸造充型流动过程的三维数值模拟[J];力学与实践;1996年05期

10 李晨曦,吴春京,郭鸿志,郭太明;铸造充型过程流场计算机模拟技术述评[J];铸造;1997年02期

相关会议论文 前9条

1 曾怡丹;王娜;肖柯则;;铸铁件三维充型与凝固模拟[A];一九九九年冀晋蒙豫鲁鄂六省区机械工程学会学术研讨会论文集(内蒙古部分)[C];1999年

2 康进武;张成春;龙海敏;游锐;郝小坤;聂刚;王天骄;;大型水轮机导叶浇注充型测量[A];中国机械工程学会铸造分会质量控制及检测技术委员会第十届学术年会论文集[C];2012年

3 赵海东;董普云;白砚飞;李元元;;压铸充型过程与气体卷入的数值模拟[A];2009中国铸造活动周论文集[C];2009年

4 闻绍玲;赵忠兴;刘兵;;铝液充型过程水模拟技术的研究[A];全国第十三届轻合金加工学术交流会论文集[C];2005年

5 宋方方;刘润藻;刑薇;陈长西;安钢;;SCM822H铸锭充型和凝固过程的模拟研究[A];2012年钢锭制造技术与管理研讨会论文集[C];2012年

6 张喜娥;骆合力;李尚平;曹栩;李世琼;;Ni_3Al基合金薄壁精铸件充型过程研究[A];动力与能源用高温结构材料——第十一届中国高温合金年会论文集[C];2007年

7 庞盛永;陈立亮;周建新;廖敦明;刘瑞祥;;铸造多相流模拟中的间断捕捉问题研究[A];2008中国铸造活动周论文集[C];2008年

8 李强;白月龙;毛卫民;;半固态金属充型过程数值模拟技术[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年

9 赵海东;孙凤振;朱刚;;A356/SiC_p搅拌铸造多相流数值模拟的研究[A];2013广东材料发展论坛——战略性新兴产业发展与新材料科技创新研讨会论文摘要集[C];2013年

相关博士学位论文 前6条

1 陈飞帆;颗粒增强复合材料充型过程多相流数值模拟的研究[D];华南理工大学;2015年

2 刘闪光;反重力铸造充型过程的水力学特征和氧化膜卷入机制[D];哈尔滨工业大学;2016年

3 郝静;铸造充型过程气液两相流动数值模拟的研究[D];华中科技大学;2008年

4 曹文炅;铸造充型过程SPH方法建模及数值模拟[D];华南理工大学;2011年

5 贾丽敏;TC4合金立式离心充型凝固行为研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 杨闯;微熔模精铸过程微尺度成形及充型流动规律研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 邱集明;半固态ZCuSn10铜合金模拟铸造充型行为研究[D];昆明理工大学;2015年

2 孙晶莹;大型超临界C12A阀体新型浇注系统设计与工艺优化模拟[D];沈阳理工大学;2015年

3 陈新进;铝合金压铸件充型凝固全过程的数值模拟[D];沈阳大学;2015年

4 白瑞;铝合金活塞缺陷的数值模拟研究[D];山东大学;2015年

5 王冠乾;基于SPH方法的铸造充型过程的数值模拟研究[D];太原理工大学;2016年

6 刘凯;复杂铸钢件变胞振动铸造工艺及设备研究[D];安徽理工大学;2016年

7 陈元杰;铸造充型过程中型腔气体对曲轴铸件质量的影响[D];山东大学;2016年

8 陈加运;充型速度对ZL205A合金铸件不同位置组织及力学性能影响[D];哈尔滨工业大学;2016年

9 冯璐;大型钢锭充型过程的数值模拟[D];西安建筑科技大学;2014年

10 苗冠南;多维振动下型腔内金属液充型与凝固规律研究[D];安徽理工大学;2017年



本文编号:1960465

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/1960465.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户2733c***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com