低压铸造充型过程流场计算数值模拟

目的 研究低压铸造充型过程流场数值模拟的理论与方法。方法 根据流体力学和低压铸造特点,建立低压铸造条件下的控制方程,求解方法、初始条件、边界条件。结果 利用建立的数学模型开发了流场模拟软件,并应用于一试验件。结论 所建立的数学模型及开发的软件证明是正确的。     

铸造充型紊流流场数值模拟研究

目的 对铸造充型过程紊流流场进行数值模拟计算。方法 建立铸造充型过程紊流流场的κ-ε数学模型，结合实际情况对各种边界条件进行适当处理。结果 模拟结果同实际情况比较吻合。结论 κ-ε模型能较好地实现对铸造充型过程的紊流流场数值模拟，从而为铸造工艺的优化提供实用依据。     

低压铸造充型过程的数值模拟技术

论述了低压铸造充型模拟的数学模型,由于低压铸造充填速度较慢、充型平稳,因此充型计算采用层流模型。采用SOLA-VOF算法对模型进行求解,其中SOLA法用于求解流体的速度场和压力场,VOF法用于处理自由表面。采用UG软件进行铸件三维造型,采用ProCAST软件进行网格划分,对叶轮的充型过程进行了模拟,并通过对叶轮的浇注试验,验证了低压铸造充型的数学模型及算法在保证模拟精度、提高计算效率上的有效性。     

铸造充型过程流场模拟及实验验证

自由表面的确定是铸造充型过程流场模拟的主要因难之一，没有明确的自由表面形状和位置，就不能施加边界条件，更无从谈起对流量的计算。本文首先提出了一种三维自由表面处理技术。另外，由于铁水的浇注工艺难以严格控制，且热电偶存在滞后现象，所以用铁水进行充型过程的实验验证难度较大。针对这种情况，作者采用顶注、底注及侧注三种不同形式的浇注系统重复进行了大量水力学实验验证，模拟结果与实验结果吻合较好。最后，对实际生     

低压铸造流场温度场耦合计算的研究

目的 对低压铸造流场与温度场进行耦合计算的研究，使温度场的计算更加符合客观实际，方法 根据低压充型过程的特点，利用计算机模拟技术对其进行模拟。结果 对低压铸造流场与温度场耦合进行了模拟，并且对模拟结果进行分析和总结。结论 耦合模拟结果符合实际情况，模拟方法正确合理。     

铸造充型过程数值模拟的研究进展及应用

铸造过程的计算机数值模拟是当前公认的材料科学领域重要的研究课题,而充型过程的模拟是其中的难点之一.本文回顾了充型过程数值模拟技术的发展历程,综述了充型过程数值模拟技术的最新进展.简要介绍了目前国内外模拟软件的发展情况.针对“Z-CAST”系统阐述了数值模拟软件在铸造生产中的应用.     

铸造充型过程数值模拟的研究进展及应用

铸造过程的计算机数值模拟是当前公认的材料科学领域重要的研究课题,而充型过程的模拟是其中的难点之一.本文回顾了充型过程数值模拟技术的发展历程,综述了充型过程数值模拟技术的最新进展.简要介绍了目前国内外模拟软件的发展情况.针对"Z-CAST"系统阐述了数值模拟软件在铸造生产中的应用.     

电磁铸造实验和数值模拟

通过实验室小型电磁铸造铝及其合金的冷、热态的实验和数值模拟并经工业装置的验证,研究了电磁结晶器内的磁场分布,液体金属柱成型特性.电磁结晶器及屏蔽罩结构的优化,铸造过程中金属液的温度场与流场并进行数值模拟.研究表明:为了稳定进行铸造,液柱的成型特性(液柱高度、形状和稳定性)必须达到一定要求.为了保证电磁铸造时金属液顺利成型,选择适当的功率,确保合适的磁场强度形成一定的推力是必要的.温度场的研究可以看出电磁铸造具有一系列特点,如强烈水冷、电磁搅拌、感应加热,使得电磁铸造中的凝固过程大大不同于普通的直接铸造法的凝固过程.流动场的分析说明,电磁铸造条件下应控制搅拌强度,以便获得良好的铸坯内部组织.     

铸件充型过程的数值模拟技术

本文概括地叙述了近年来国内外学者在铸件充型过程的计算机数值模拟方面所做的工作，并且讨论了一些铸造充型时液态金属流动模型的几个重要方面及处理方法。最后还指出了当前工作中存在的问题。     

半固态合金触变铸造成形充型过程数值模拟的初步研究

根据触变铸造固态合金的流变特性,将半固态合金在触变铸造充型过程的流动简化为均相等温层流流动,并在此基础上建立了连续方程,动量方程和守恒标量方程,开发了适用于半固态合金触变铸造充型过程的数值模拟系统,充型过程的计算机数值模拟,主要是确定充填过程中半固态合金的自由表面形貌的变化。     

涡轮增压器叶轮低压铸造工艺设计及优化

采用UG NX8.0对某涡轮增压器叶轮的三维立体图进行有限元网格划分,应用ProCAST对铝合金叶轮的低压铸造充型过程和凝固过程进行数值模拟,利用VisualCAST对产生的缺陷进行可视化的对比,分析浇注温度、模具温度及压力-时间参数对铝液充型状态和凝固顺序的影响,并获得合适的低压铸造工艺参数。对试铸样品进行检测,结果表明:利用ProCAST可对叶轮的低压铸造工艺进行定量优化。     

镁合金汽车方向盘压铸成型工艺的数值模拟

在对镁合金汽车方向盘压铸件进行工艺分析的基础上,利用流体动力学软件Flow-3D对所设计的浇铸系统进行充型、缺陷和温度场分布的数值模拟,并根据模拟结果分析了各方案的优缺点,确定出该产品较合理的压铸工艺方案.结果表明:金属液从镁合金汽车方向盘的法兰外成端三条内浇道注入,并设溢流槽和排气槽是较佳的工艺方案.     

低压铸造流场温度场耦合计算的研究

目的　对低压铸造流场与温度场进行耦合计算的研究,使温度场的计算更加符合客观实际.方法根据低压充型过程的特点,利用计算机模拟技术对其进行模拟.结果　对低压铸造流场与温度场耦合进行了模拟,并且对模拟结果进行分析和总结.结论　耦合模拟结果符合实际情况,模拟方法正确合理.     

衬板铸件消失模充型过程的数值模拟

运用ProCast软件进行数值模拟,考察了衬板实型铸造的充型特点,得到了衬板铸件充型过程速度和温度场的变化情况,并对衬板铸件进行了缺陷的预测与分析。确保了铸件质量,缩短试制周期,降低生产成本。     

双辊连铸中间包流场数值模拟及优化

基于有限元分析软件FLUENT对中间包的流场进行了数值模拟研究和优化.其结果表明：设置流动控制装置可明显改善熔液流动状况,有利于提高连续铸轧坯质量.对比了流动控制装置中几种不同的堰坝布置,最终得到挡堰相对高度为550 mm、挡坝相对高度为350 mm时所得金属熔液净化效果最佳.     

镁合金压铸件充型过程的数值模拟技术研究

针对镁合金的压铸工艺特点和充型过程的不透明性，采用Pro／ENGINEER2001进行铸件的实体造型，并生成面网格文件．利用ProCAST软件模拟压铸件充型过程的物理场，预测了镁合金压铸件的缺陷位置，从而使模具的设计过程得到了优化．模拟运行表明，采用闭合式浇注系统充型平稳，温度场分布均匀，具有较少的气体夹杂和冷隔等倾向，使得镁合金压铸件的整体质量得到提高．     

低压铸造信号发生器的研究

本文对低压铸造液面加压控制系统的信号发生器进行了理论分析,提出了为保证匀速充型信号发生器结构参数与铸型工艺参数间数学上应满足的关系,为改进与提高低压铸造液面加压系统的性能提供了理论依据。     

连铸中间包内流场与温度场的数值模拟

针对国内某钢厂中间包,利用CFD软件FLUENT研究该中间包内传输现象,计算挡墙对中间包流场和温度分布的影响,结果表明设置合适的中间包挡墙,能明显改善中间包内的流场和温度场.     

孔板流量计流场的数值模拟

基于对不可压缩流体流过孔板基本代数方程组的分析,自主开发了孔板流量计流场的数值模拟软件.详细分析软件收敛的条件,并给出了在层流和湍流条件下流出系数的计算结果.不仅将在湍流条件下的数值模拟结果与国际标准化组织(ISO)数据进行对比,同时,还将在层流条件下的数值模拟结果与试验数据进行对比.对比结果表明:在层流条件下,计算结果误差可控制在3％以内;而在湍流条件下,计算结果的误差可控制在2％以内.     

薄壁铸件反重力铸造充型和传热的数值模拟研究

利用ＳＯＬＡＶＯＦ方法，通过二维流场和三维温度场的耦合计算，对铝合金薄壁件反重力铸造进行了数值模拟研究。研究结果表明：铝合金薄壁件反重力铸造充填流体形态的基本特征是“反向充填”（适应３ｍｍ以上铸件）；充型结束时的温度场由充填流体形态决定；充型速度对充填流体形态的基本特征影响不大。