离心铸造双金属复合管数值模拟与工艺优化

发布时间：2021-08-02 14:31

　　管道是河道疏浚工程中用于输送泥沙的关键过流部件,在其工作过程中由于输送水底砂石等物,磨损十分严重,并且具有较强的腐蚀性,因此要求其管道内表面具有耐磨性、耐腐蚀性能,同时由于在运输过程中会承受较高的压力,因此需要管道具有较高的强度和韧性。双金属复合管因为内层和外层具有显著不同的成分和性能,可满足对其的综合性能的要求,已成为疏浚管的发展方向。复合管多采用离心复合铸造方法,因其铸造条件和工艺的复杂性,大型复合管实验成本高,有些参数难以测试的问题,很难科学分析实际出现的问题。因此对其过程进行数值模拟分析具有理论意义和实用价值。论文以一种大直径的薄壁离心铸造双金属复合管为研究对象,根据实际工作情况和工环境对其性能的要求,选用外层材料为304不锈钢,内层材料为高铬铸铁。建立了复合管的数学物理模型,并分析了其离心铸造的工艺参数、边界条件和潜热等因素的处理方法。在此基础上,选用Flow-3D软件作为模拟软件,制定了合理的模拟方法,并对一个小模型进行了模拟,以验证模拟方法的可靠性。把双金属复合管的模拟分为两个阶段:首先对外层金属的充型过程进行模拟,获得其温度冷却曲线,根据温度曲线获得内外层金属的浇注时间... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

边界网格加密技术

图 1-2 巢式网格技术low-3D 软件采用独有的 FAVORTM（Fractional Area /Vn）技术，该种网格技术可以使仅仅用简单的矩形网楚，从而减少了网格技术提高了计算速度；low-3D 软件最拥有一套非常独特的的两相流计算方法地对自由液面变化开展追踪，因此可以对具有自由界场进行准确的模拟，能够准确的模拟出自由液面的交low-3D 的非惯性坐标系以及常规运动物体的计算模型体与自由表面或流体的相互作用。其运动情况可以分 motion）以及耦合运动（non-moving），分别描述给耦合运动的固体的运动形式。ow-3D 软件内置相变模块，可以很方便的通过开启和关参数，来控制是否模拟相变过程。使用简单，功能强

源”来创建这个浇注口。即在原浇注系统的末端位置建立一个入口（inlet）以定义 inlet 的形状、位置和入射角度，如果浇注口是运动的，还可以定义 in运动速度和路线。定义好形状、位置和入射角度之后还需定义好浇注温度浇注速度，定义浇注速度有三种方式：质量流（kg/s）、体积流（m3/s）和流（m/s）。通过浇注速度（kg/s）与浇注时间来确定浇注量。

【参考文献】：
期刊论文
[1]双金属复合钢管的生产工艺及工业应用[J]. 聂向晖,李亮,刘迎来,王长安,王高峰.  石油管材与仪器. 2017(01)
[2]国内外双金属复合管研究现状[J]. 王纯,毕宗岳,张万鹏,杨耀斌,韩茈晨.  焊管. 2015(12)
[3]离心铸造双金属管复合界面的研究[J]. 吴轩,胡建华,高歌.  热加工工艺. 2015(23)
[4]离心铸造凝固过程的流场和温度场数值模拟[J]. 徐耀增,杜振拴,宋绪丁.  热加工工艺. 2012(21)
[5]金属铸造过程界面传热系数的测定[J]. 竹励萍,陈玲.  天津理工大学学报. 2009(01)
[6]离心铸造双金属结合层的研究[J]. 胡冰,那顺桑,陶进长,马欣然.  热处理. 2008(06)
[7]离心铸造碳钢-高铬铸铁双金属复合管工艺初探[J]. 郭明海,蔡玉丽,孙红波,高义民.  钢管. 2008(01)
[8]双头离心浇铸双金属复合管工艺研究[J]. 张伟,许云华,刘伟涛.  热加工工艺. 2007(21)
[9]VOF方法理论与应用综述[J]. 张健,方杰,范波芹.  水利水电科技进展. 2005(02)
[10]金属复合管生产技术综述[J]. 赵卫民.  焊管. 2003(03)

硕士论文
[1]内覆不锈钢/碳钢双金属管内压扩散复合的研究[D]. 晋军辉.大连交通大学 2004
[2]离心铸造充型过程数值模拟的研究[D]. 曾兴旺.华中科技大学 2004



本文编号：3317732