铝合金凝固过程空间界面传热与枝晶生长数值模拟的研究

发布时间：2024-02-24 16:59

　　在铸件的凝固过程,尤其是热扩散系数较大的铸造工艺(如金属型铸造),铸件/铸型界面的热交换行为是影响铸件凝固速率的重要因素,最终决定其凝固组织和力学性能。同时,铸件/铸型界面传热也是铸造凝固温度场数值模拟的一个重要边界条件,直接影响温度场模拟的准确性。界面的传热行为通常用界面传热系数(interfacial heat transfer coefficient,IHTC)或者界面热流(interfacial heat flux,IHF)定量描述。现有对铸件/铸型界面传热的研究主要针对单个界面,而对空间界面传热行为的研究鲜见报道。本文将对凝固过程界面空间(两个界面)传热进行定量求解,对界面传热空间差异的产生原因进行讨论,使用数值模拟技术,计算空间界面传热对凝固组织形成过程的影响。本文的主要研究工作包括:(1)使用反算法求解A356和Al-3wt.%Cu合金重力铸造凝固过程铸件/铸型IHTC和IHF,研究A356合金铸造凝固过程不同界面传热行为的变化规律,以及表面形貌的演变导致空间IHTC的差异;(2)以Al-3wt.%Cu凝固过程铸件/铸型IHF反算结果作为边界条件,使用元胞自动机模型(ce...

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1铸件/铸型界面传热示意图

但传统的模拟软件在处理铸件/铸型传热边阻简化为一个常数，即不随凝固时间而改变。这样反映实际温度场的变化。从上世纪70年代开始，行为做了大量的研究工作，总结出界面传热受铸件材初始温度，以及凝固方式、压力等多种因素的影响程，尤其是热扩散系数较大的铸造工艺（如金属型是影响铸件凝固速....

图1-2两种不同的表面接触及相应路径上的温度分布曲线

同的表面接触及相应路径上的温gsurfacesshowingthedependenceprofileonthepathofinterest蓝宝石光导管、单色高温仪等设段，对压铸工艺的IHTC作了大高速速度、增压压力、保温温度液流与模具之间的界面力，从而HTC....

图1-3(a)模具横截面示意；(b)实验铸件[10]

图1-2两种不同的表面接触及相应路径上的温度分布曲线[19].1-2Twocontactingsurfacesshowingthedependenceoftemperature-disprofileonthepathofinterestaiid等....

图1-4不同挤压力下界面传热系数与铸件测量温度的关系

并讨论了材料的热物性参数值设置对IHTC计算精度的影响。近期，Yang等[24]研究了真空压铸过程中不同工艺条件对IHTC的影响，结果表明真空压铸技术能有效减小界面气隙，使铸件和铸型的接触更紧密，IHTC明显提高。西北工业大学董一巍等[25,26]研究了单晶空心涡轮叶....

本文编号：3909329