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《半固態(tài)成形過程流場(chǎng)和溫度場(chǎng)耦合數(shù)值模擬研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要半固態(tài)成形過程流場(chǎng)與溫度場(chǎng)耦合數(shù)值模擬研究摘要在半固態(tài)鑄造過程中，充型過程占有重要地位。充型過程的工藝參數(shù)不合理，就會(huì)導(dǎo)致氧化物夾雜、冷隔及澆不足等缺陷。因此，設(shè)計(jì)優(yōu)良的澆注系統(tǒng)，進(jìn)行合理的充型，是生產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)良鑄件的關(guān)鍵；而充型過程的數(shù)值模擬為此提供了極大的便利。本文的主要內(nèi)容是應(yīng)用大型通用有限元分析軟件ANSYS，并利用不可壓縮粘性流體的控制方程和標(biāo)準(zhǔn)k—s模型，采用Carreau粘度模型，對(duì)A356鋁合金輪轂試樣在590*(2、605℃、615℃壓鑄充型過程的自由表面、溫度場(chǎng)進(jìn)行了深入的研究。考察了粘度、充型速
2、度對(duì)充型過程自由表面和溫度的影響。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模擬結(jié)果的正確性并得到了以下研究成果：(1)A356鋁合金溫度為590"C的充型過程要比605℃和615℃充型平穩(wěn)不容易產(chǎn)生氣孔、縮松等缺陷，表面質(zhì)量完好。(2)溫度為590℃的A356鋁合金充型，其壓鑄速度為5m／s時(shí)的充型過程比10m／s時(shí)平穩(wěn)。(3)A356鋁合金以5m／s的壓鑄速度充型時(shí)，鑄件的各個(gè)部位的溫度在充型結(jié)束時(shí)都高于固相線，在適當(dāng)?shù)哪＞邷囟认乱源怂俣瘸湫鸵欢艹錆M。(4)模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合的很好，說明粘度隨剪切速率變化的Carreau粘度模型適用于溫度為590℃、6
3、05℃和615℃的A356鋁合金充型數(shù)值模擬。關(guān)鍵詞：數(shù)值模擬；自由表面；溫度場(chǎng)；粘度模型；半固態(tài)東北大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTStudyoilnumericalsimulationofcouplingheattransferandfluidflowduringsemi-solidformingAbstractMoldfillingisimportanttoadie—castmgsemi-solidforming．Manycastingdefects，suchasslag，coldshutsandpouredshort，occurd
4、uetofillinginsufficiencycondition．Therefore，itisimportanttothefinecastingpiecestodesignthesoundmoldfillingandreasonablegatingsystem．Thesimulationofthemoldfillingprocessprovidesconvenienceforit，sothatsimulationofthefreesurfaceandtemperaturefieldinthemodelfillingprocessofth
5、edis：wheelofA356alloyat590,0、605,0、615,0wascarriedoutbymeansofthesoftwareANSYS，basedontheuncompressed-viscositycontrolequation、standardk-smodelandCarreauviscositymodel．Afterreviewingaffectofviscosityandfillingspeedtofreesurfaceandtemperatureandcomparingsimulationresultswi
6、thexperimentalones，theconclusionsofthispaperarefollowings：(1)ThemoldrulingofA356alloyat590'0ismoresmooththan605*{2、615,0andagoodqualityofcastpartswasobtainedwitIlglabroussurfaceandwithoutvoidandshrinkageporosity．(2)Whenthefillingtemperatureis590"0，themodelfillingat5m／sism
7、oresmooththanlOm／s．(3)ItisfeasiblethatfillingspeedofA356discwheelsampledie-castingadopts5m／satcertainmoldtemperature，becausethetemperatureofcastpartsishi曲erthansolidustomperaturewhenfinishingfillingisfinished．(4)Comparingthesimulationresultandtestresult，itCanbeobtainthatC
8、arreauviscositymodeliSsuitedtonumericalsimulationofmoldfillingofA356alloyat590℃、605℃and615"0．Key
