浇注过程中夹杂物运动的数值模拟

利用二维Ｎ－Ｓ方程和夹杂物运动方程对流体的充型过程和夹杂物在型腔内的运动过程、积聚位置进行了数值计算,并结合水力模拟实验验证了计算结果的准确性．结果表明,本数值计算系统能够较好地模拟金属液的充型和夹杂物的运动过程．     

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.     

基于有限元法的镁铝合金薄壁压铸件压铸缺陷分析

铸造充型过程的数值模拟技术是铸造领域的前沿技术。采用这些技术进行充型过程的数值模拟可以帮助人们更清楚地了解充型过程中金属液流动的自由表面和速度分布。为了给薄壁压铸件选择最佳浇注系统和最佳工艺参数,利用PROCAST软件对铸件的压铸过程进行了数值模拟,获得了铸件充型时间和温度场的分布,根据分析结果优化模具结构和压铸工艺。     

采用非线性估算法对铸造界面传热系数的研究

以试验中测得的铸件和铸型接触界面上的不同位置的温度为前提,利用有限元分析软件ANSYS模拟了铸造凝固过程的温度场,分析了在考虑热阻和不考虑热阻的情况下,计算结果对数值模拟准确性的影响;采用Beck非线性估算法求解了铸件和铸型间的界面传热系数,发现了金属铸造界面传热系数随时间的变化规律,以及铸型厚度对界面传热系数的影响.     

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 k-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　 k-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     

工艺因素对消失模铸造充型前沿气膜的影响研究

运用数值模拟技术对简单板型铸铁件的消失模铸造过程进行了数值模拟,分析讨论了浇注温度、模样密度及负压度对消失模铸造中液态金属流动前沿气膜的厚度和气膜压力的影响.结果表明:消失模铸造液态金属流动前沿气膜厚度及压力随模样密度、液态金属的浇注温度的增大而增大,随沙箱的真空度的增大而减小.     

板坯连铸结晶器夹杂物运动行为的数值模拟和优化

采用数值模拟的方法,基于速度边界层理论和力的平衡原理,建立描述夹杂物在结晶器内运动的数学模型。以梅钢板坯连铸结晶器断面220mm×900mm、拉速1.2～1.8m/min等条件为研究对象。研究水口倾角、水口插入深度、拉坯速度对结晶器内钢液夹杂物行为的影响。得出有利于生产的设计数据。     

中间包夹杂物运动行为的数模研究

利用数学模型研究了中间包括内钢水中夹杂物运动的规律，采用自编的计算机软件，对马钢板坯和异型坯中间包夹杂物的运动进行了仿真计算。结果表明，中间包内夹杂物直径＞100μm时，都能在中间包内上浮，而＜5μm的小颗粒夹杂则很难在中间包内上浮，90％以上都随着钢水流出中间包。加入档墙后，直径＞50μm的夹杂物都能在中间包内上浮排出，大大提高了钢水的清洁度。     

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。     

板坯结晶器电磁制动过程的三维流场数值模拟

针对板坯连铸结晶器内的钢液流动特征,利用流场商业软件Fluent,建立了描述板坯结晶器内区域电磁制动过程的三维有限体积数学模型,进行了流场的三维数值模拟研究.通过数值计算,研究了磁场强度、磁场和流场的相互作用位置、拉速和水口侧孔倾角对电磁制动效果的影响,为优化结晶器内的钢液流场,设计合理的电磁制动装置及指导实际生产提供了依据.     

石灰石砂型的热物理性能研究

本文指出了研究石灰石砂热物性值对研究石灰石砂型铸钢件的性能,铸造缺陷以及对型砂热物性值测定方法研究本身的重要性,并根据浇注法原理建立了铸型温度场测定系统,建立了计算石灰石砂导热系数k(T)和导温系数α(T)的数学模型,并在实验基础上进行了计算和分析,获得了初步结果。计算结果与实验数据基本一致。本文工作尚未见诸其他文献资料。     

挤压铸造计算机数值模拟

铸造过程计算机数值模拟是学科发展的前沿,随着挤压铸造技术的发展,其计算机数值模拟在国内外被广泛应用,介绍了挤压铸造数值模拟的研究进展、充型凝固过程的数学模型的建立以及挤压铸造的计算机数值模拟的发展方向。     

铝合金框架压铸工艺数值模拟及分析

通过应用多种软件交换和数据接口技术,设计了正交实验以完成压铸过程数值模拟。结果表明：通过设置合理浇注系统、控制压铸速度和提高模具预热温度,可以有效减少铸件缩松缩孔;各参数对铸件缩松缩孔发生概率影响程度从大到小依次为浇注系统方式、模具预热温度、压铸速度;理想工艺方案为浇注系统a、压铸速度1 m/s、模具预热温度450℃。     

铸件凝固过程温度场数值模拟研究进展

作者概述了国内外铸件凝固过程中温度场数值模拟进展，介绍了傅立叶方程及其相应初始条件、边界条件、潜热处理以及多种计算方法，提出了凝固过程温度场模拟需解决的问题和发展趋势。     

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.     

Numerical Simulation of Bubble Migration in Liquid Titanium Alloy Melt During Vertical Centrifugal Casting Process

立式离心铸造钛合金熔体中气泡运动的数值模拟

徐琴¹,王星¹,吴士平²

（1. 河南工业大学 机电工程学院,郑州450001;

2. 哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院,哈尔滨 150001）

创新点说明：

针对圆筒形薄壁复杂钛合金铸件的离心铸造问题,采用简化的型腔模型对气泡在钛合金熔体中运动规律进行了研究,分析气泡初始位置、铸型转速和旋转方向等对气泡迁移的影响,对预测钛合金铸件中气孔缺陷和深入认识离心铸造中的两相流动有一定意义。

关键词：钛合金;立式离心铸造;气泡;运动;数值模拟