机械行业资料网 - 分享机械资源

铸件充型凝固过程数值模拟

1 概述
   欲获得健全的铸件,必先确定一套合理的工艺参数。数值模拟或称数值试验的目的,就是要通过对铸件充型凝固过程的数值计算,分析工艺参数对工艺实施结果的影响,便于技术人员对所设计的铸造工艺进行验证和优化,以及寻求工艺问题的尽快解决办法。
   铸件充型凝固过程数值计算以铸件和铸型为计算域,包括熔融金属流动和传热数值计算,主要用于液态金属充填铸型过程;铸件铸型传热过程数值计算,主要用于铸件凝固过程;应力应变数值计算,用于铸件凝固和冷却过程;晶体形核和生长数值计算,主要用于金属铸件显微组织形成过程和铸件机械性能预测;传热传质传动量数值计算,主要用于大型铸件或凝固时间较长的铸件的凝固过程。数值计算可预测的缺陷主要是铸件形成过程中易发生的冷隔、卷气、缩孔、缩松、裂纹、偏析、晶粒粗大等等,另外可以通过数值计算,提出合理的铸造工艺参数,包括浇注温度、铸型温度、铸件凝固时间、打箱时间、冷却条件等等。目前,用于液态金属充填铸型过程的熔融金属流动和传热数值计算以及用于铸件凝固过程的铸件铸型传热过程数值计算已经比较成熟,逐渐为铸造厂家在实际生产中采用,下面主要介绍这两种数值试验方法。
  1.1 数学模型
   熔融金属充型与凝固过程为高温流体于复杂几何型腔内作有阻碍和带有自由表面的流动及向铸型和空气的传热过程。该物理过程遵循质量守恒、动量守恒和能量守恒定律,假设液态金属为常密度不可压缩的粘性流体,并忽略湍流作用,则可以采用连续、动量、体积函数和能量方程组描述这一过程。
质量守恒方程
u / x+ v / y+ w / z= 0   (2-1)
动量守恒方程

r u)/ t+ur u)/ x+vr u)/ y+wr u)/ z

             = - p/ x+m ( 2u / x2+ 2v / y2+ 2w / z2)+r gx   (2-2a)

r v)/ t+ur v)/ x+vr v)/ y+wr v)/ z

      = - p/ y+m ( 2u / x2+ 2v / y2+ 2w / z2)+r gy              (2-2b)

r w)/ t+ur w)/ x+vr w)/ y+wr w)/ z

          = - p/ z+m ( 2u / x2+ 2v / y2+ 2w / z2)+r gz             (2-2c)

体积函数方程
F/ t+Fu)/ x+Fv)/ y +Fw)/ z= 0             (2-3)
能量守恒方程

rcpT/ t+r cpuT/ x+r cpvT/ y +r cpwT/ z

       = lT/ x/ x+lT/ y/ y +lT/ z/ z +qv              (2-4)

式中  u,v,w —— x,y,z 方向速度分量(m/s);r —— 金属液密度(kg/m3);t —— 时间(s);p —— 金属液体内压力(Pa);μ —— 金属液分子动力粘度(Pa.s);gx, gy, gz —— x,y,z 方向重力加速度(m/s2);F —— 体积函数,0£F£1cp —— 金属液比定压热容[J/(kg.K)];T —— 金属液温度(K);λ —— 金属液热导率[W/(m.K)];q  —— 热源项[J/(m3.s)]。

本新闻共2页,当前在第1页  1  2  

  

• 应用SolidWorks设计轴流压缩机和高炉尾气
• 风机风量自动报警装置
• 冷却塔轴流风机的维护与检修
• 风机泵类调速节能装置变频节能原理浅探析
• 风机的节电方法
• 风机常风故障分析
• 风机运行中常见故障原因分析及其处理
• PLC在催化裂化装置主风机自保中的应用
• 通风空调安装质量控制要点
• 影响地下建筑内空气品质的VOC特性与评估
• 空调系统须合理选用风机盘管
• 空调净化回风口过滤器在洁净工程中的作用
• 中央空调系统及其安装施工浅析
• 集中空调通风系统的卫生状况与净化设备
• 空调制冷系统常见故障的分析与排除
• 灰尘在风管中运动轨迹的数值模拟
• 空调用通风管道变化及其进步
• 气体压缩机在石化工业的应用和发展
• 化工行业对离心压缩机改进的建议
• 暖通空调存在问题及解决办法
• 排烟轴流风机
• 浅析通信机房新风置换系统设计思路
• 谈变频控制技术空调变在哪里
• 谈蓄冷空调空气调节节电技术
• 车库全自动联网控制诱导风机通风系统技术

网站地图 - 广告服务 - 联系我们 - 友情连接 - - 站长邮箱:555jx@163.com © 55jx.com 蜀ICP备05026423号
① 本站所有信息均来自网络,本站不保证其真实性,仅供访问者参照!
② 如需要使用《铸件充型凝固过程数值模拟》,请与信息的合法所有者联系!