喷射成形锭坯的三维成形与传热数值模拟

发布时间：2021-10-11 23:51

　　喷射成形是一种先进的半固态近净成形材料制备技术，它将金属熔体的雾化和沉积2个过程结合起来，具有快速凝固的特征，通过适当控制工艺参数，可以直接由液态金属制备近终形毛坯件。喷射成形中锭坯的成形和凝固过程对最终坯件的外形和材料性能具有重要影响。然而，这一过程涉及到众多工艺参数，且各工艺参数之间相互作用，通过实验进行研究工作量大，且十分困难。数值模拟技术作为一种通过计算机数学模型来模拟真实物理过程的研究手段，具有实验方法无法比拟的低成本、高效率等特点，可以用来对喷射成形的成形和传热过程进行研究。本文基于MATLAB软件，采用数值模拟方法，建立了喷射成形的锭坯三维成形模型。分别针对单喷嘴限制式雾化、单喷嘴扫描雾化和双喷嘴扫描雾化等不同类型喷射成形设备的喷射成形锭坯外形演化进行了模拟，并通过实验对模拟结果进行了验证。利用锭坯成形模型，研究了不同类型喷射成形设备下，工艺参数对锭坯外形演变的影响。结果表明：在单喷嘴限制式雾化中，雾化参数as和bs、基板下移速度v和初始偏心距L0是影响锭坯外形的重要工艺参数；在单喷嘴和双喷嘴扫描雾化中，扫描频率f与沉积基板转速ω之间的耦合关系对于锭坯外形有重要影响。耦合... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

喷射成形的示意图

图 1-2. 喷射成形沉积阶段的示意图atic diagram of the deposit process duri部分雾化液滴黏着在沉积坯的表作用下产生飞溅，脱离沉积坯之比称为黏着效率。由于雾化

图 1-2. 喷射成形沉积阶段的示意图atic diagram of the deposit process duri部分雾化液滴黏着在沉积坯的表作用下产生飞溅，脱离沉积坯之比称为黏着效率。由于雾化黏着效率低于 100%。黏着效率可SE SE( ) SE(T )为几何黏着效率和热黏着效率E(T)与雾化液滴和沉积坯表面的

【参考文献】：
期刊论文
[1]喷射成形快速凝固技术制备高性能钢铁材料的研究进展（二）——喷射成形钢铁材料的研究进展[J]. 崔成松,章靖国.  上海金属. 2012(03)
[2]喷射成形快速凝固技术制备高性能钢铁材料的研究进展（一）——喷射成形技术的原理、特点及发展现状[J]. 崔成松,章靖国.  上海金属. 2012(02)
[3]喷射成形管坯形状演变过程模拟[J]. 刘东明,赵九洲,李木森.  材料科学与工艺. 2010(06)
[4]双喷嘴喷射成形柱状坯传热过程模拟[J]. 樊文军,张胤,张云松.  过程工程学报. 2010(S1)
[5]Shape-predicted model of spray forming rod under scanning atomization[J]. CAO Fuyang,WU Peilian,NING Zhiliang,ZHAO Wenjun,and SUN Jianfei Key Laboratory for Procession Hot Processing of Metals,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China.  Rare Metals. 2007(S1)
[6]喷射成形过程模拟研究[J]. 赵九洲,刘东明,王江涛,叶恒强.  特种铸造及有色合金. 2004(04)
[7]喷射成形圆柱坯的计算机模拟与工艺设计[J]. 刘东明,赵九洲,叶恒强.  金属学报. 2004(08)
[8]喷射沉积柱状坯形状模型[J]. 曹福洋,李培杰,范洪波,崔成松,李庆春.  材料科学与工艺. 2003(01)
[9]喷射成形的发展及其产业化趋势[J]. 田世藩,李周,张国庆,米国发,刘仲武,张智慧,颜鸣皋.  粉末冶金工业. 1999(03)
[10]喷射成形过程工艺参数作用规律的理论预测[J]. 曹福洋,崔成松,范洪波,李庆春.  中国有色金属学报. 1999(02)

硕士论文
[1]喷射成形沉积坯生长过程数值模拟和组织预测[D]. 樊文军.内蒙古科技大学 2007



本文编号：3431480