铸型界面换热系数的测定方法研究

为有效提高数值模拟的准确性．通过实测反求法对材料界面换热进行了测定．提出界面间换热是随温度变化的函数值。按照实验方案．在保证测量仪器．仪表精度的基础之上．采用特制热电偶进行了温度场数据的采集工作。通过实测温度场数据、数值模拟与凝固过程中界面换热系数的反向求解相结合的方法．得出铸件／铸型界面间的换热随温度变化的函数值。通过应用ProCAST软件反求模块进行逆运算，确定了现有某铸铁材料与树脂砂铸型材料间的界面换热值。计算结果表明，整个凝固过程中热电偶处的温度模拟结果与实验结果的最大相对误差在±10℃内．数值模拟精度得到了有效的提高，说明了此界面换热测定方法的可行性。     

树脂砂型热物性值的测试

设计制作了适宜浇注法的测试砂型热物性值的装置,通过浇注铸铝实验,采集到离铸件—铸型界面不同距离的六个点的温度随时间的变化值,经过微机处理得出树脂砂型的表观热扩散率和导热系数随温度变化曲线,为研究铸铝件铸造工艺CAD提供了参数。     

界面换热系数和型砂热物性参数对凝固过程影响程度的比较

用反算得到的界面换热系数对砂型铸锭的温度场进行了模拟计算。结果表明,对砂型铸锭来说,界面换热系数对铸件温度场的影响很小。然后优化了型砂的热物性参数,用这些参数对砂型铸锭的温度场进行了计算,并与实测温度场进行了对比,发现优化后的型砂热物性参数显著提高了温度场的模拟精度。最后,通过对反算前后砂型铸锭界面换热系数,以及型砂热物性参数修正前后对砂型铸锭温度场模拟平均差的对比,说明同时采用反算后的界面换热系数和修正后的型砂热物性参数,可获得模拟精度最高的温度场,其中热物性参数的影响最为明显。     

高强度钢板热成形界面换热系数估算

为评估高强度钢板热冲压成形过程中的传热强度,本文根据实验采集的温度曲线,利用热平衡的数值积分形式得到了不同压强下随温度连续变化的换热系数,求解过程中通过等效热容的方式引入了马氏体相变的影响.结果表明,换热系数的大小不仅与压强相关,而且随着材料温度变化.最后求得的换热系数被带入Abaqus仿真计算,仿真结果能和实验数据较好的吻合,从而对实验及估算方法的有效性进行了验证.     

铝合金压铸过程铸件/铸型界面换热行为的研究Ⅰ实验研究和界面换热系数求解

采用"阶梯"铸件,设计了压铸过程模具温度测量的实验方案并进行了压铸实验.以实验中测得的铸型内部不同位置的温度为基础,采用热传导反算法求解了压铸过程中铸件/铸型界面热流以及换热系数;分析了铸件的厚度对于界面热流以及换热系数的影响,结果表明:压铸过程铸件/铸型界面热流或是换热系数随着压射过程的进行迅速升高直至最大值,然后随着凝固过程的进行而减小;同时,铸件的不同厚度部位与铸型之间的界面热流和换热系数的变化规律也不同,随着铸件厚度的增大,铸件/铸型之间的界面热流和换热系数峰值均减小,但是界面热流和换热系数较大值保持的时间则逐渐增大.     

铸型物性值的测定方法及计算机辅助校正

铸型物性值已成为铸造工艺计算机铺助设计急待解决的问题.作者通过浇注试验法,提出了一种铸型表观物性值的方法.为使测得的结果更适用于铸件凝固温度场计算机模拟,还利用铸件温度模拟软件,用插值计算法对测得的铸型物性值进行校正,使修正后的铸型物性值更趋于准确.     

基于有限元的热冲压界面换热系数反算

为了获得热冲压板料和模具的界面换热系数,本文通过设计圆台实验分别获得热冲压淬火过程中5、10、20、30和40 MPa保压压强时的板料中心降温曲线和模具模面中心向下1.5 mm处的升温曲线。在考虑模具热电偶温度响应时间和板料由奥氏体向马氏体转变的相变潜热影响基础上,提出运用有限元反算求解界面换热系数的方法,进而获得界面换热系数与保压压强的对应关系。结果表明,界面换热系数值与压强近似呈直线关系,使用该方法时板料与模具的模拟温度曲线和实验温度曲线的相对误差可控制在15%以内,且二者的平均绝对误差最大不超过24℃。     

压铸过程中铸件-铸型界面换热系数与铸件凝固速率的关系

在实际压铸实验的基础上,求解了铸件一铸型界面换热系数h与铸件凝固速率v的关系.结果表明,二者呈线性变化关系:h=kh-v·v+ω(其中,斜率kh-v为铸型初始表面温度及铸件厚度的函数,ω为常数);通过线性拟合确定kh-v和ω值,从而确立换热系数与铸件凝固速率的关系.这种关系同时适用于镁合金AM50和铝合金ADC12.     

筒节淬火界面换热系数求解方法对比

以压力容器筒节为研究对象,基于中空圆柱热传导差分方程,采用温差直接法和温度迭代法,建立换热系数求解的数学模型。根据筒节的实测冷却曲线,通过非线性温度迭代法和温差直接法求解界面换热系数随淬火时间变化曲线,模拟筒节试件淬火过程温度场,对比试验值与两种方法模拟值的误差,验证温差直接法的可靠性,并比较温度迭代法与温差直接法的差异。结果表明,两种方法的温度模拟结果误差都在18%以内且差距不大,但温差直接法的准确性优于温度迭代法。     

合金材料以及工艺参数对压铸过程中铸件/铸型界面换热系数的影响

采用铝合金ADC12以及镁合金AM50为铸件材料,并采用"阶梯"铸件进行了压铸实验.以压铸过程实际测得的温度作为输入参数,利用自行编制的热传导反算程序计算了压铸过程铸件/铸型间的换热系数.结果表明:不同合金材料对界面换热系数的影响主要表现在换热系数的数值以及保持较高数值所持续的时间上,而对换热系数曲线的形状影响不大;随着高速速度的增大,较薄"阶梯"与铸型之间的换热系数增大;对于较厚"阶梯",随着铸型初始温度的上升,换热系数不断减小.随着铸造压力的增大,最厚"阶梯"与铸型之间换热系数逐渐增大,但铸造压力只在镁合金AM50实验条件下表现出了明显的影响规律.     

用浇注法测试砂型热物性值的误差分析

本文针对浇注法列出了测试砂型热物性值可能出现误差的原因，并提出了消除或减少误差的办法。     

压铸过程铸件-铸型界面换热行为的研究进展

综述了铸造过程中铸件/铸型界面换热行为的研究,重点对压铸过程进行阐述.介绍作者在压铸过程界面换热行为研究方面的工作进展.研究表明,压铸过程铸件-铸型界面换热系数是一个随着铸件厚度、工艺参数以及合金等因素变化的量,同时,换热系数与铸件凝固速率之间存在线形关系h=ηv ω.其中,η、ω为与铸型初始温度、铸件厚度以及铸件、铸型热物性参数相关的参数.     

用浇注法测试砂型热物性值的误差分析

列出了用浇注法测试砂型热物性值过程中可能出现误差的原因，并提出了消除或减少误差的办法。     

用微机优化方法测定砂型的热物性值

本文设计并自制了简便的实验装置,用浇注法测定出铸件—砂型的界面温度及砂型中各点温度随时间的变化,将实验获得的数据经微机处理获得砂型的表观热物性值,进而经过微机优化求得随砂型温度变化的真正热物性值。测量及计算误差在5％以下。原则上可适用于各种铸件—铸型系统。为定量处理铸造凝固问题时所需的热物性值提供了简便易行的实测方法。     

基于有限元反求的热拉弯成形界面接触换热系数研究

使用热拉弯成形工艺中常用的石棉水泥板设计了一套平板模具,通过成形界面热传导试验,获得了钛合金板材与石棉水泥板模具在5~25 MPa载荷范围内进行热传导时的温度变化曲线,研究了两者间的传热规律,通过与有限元计算结果的反求对比,获得了不同载荷条件下的界面接触换热系数。研究发现:接触载荷越大,钛合金板料向模具传热越快,模具表面所能达到的最高温度越高;随着时间的推移,模具温度逐渐下降,不同载荷条件下模具的最终温度趋于一致;钛合金与石棉水泥板模具之间的界面接触换热系数随着接触载荷的增大而增大,但当载荷大于15 MPa时,两者间的微观接触状态基本趋于稳定,界面接触换热系数增大的越来越慢。     

型砂热物性测试装置的研究及应用

根据浇注法测试型砂热物性值的原理，设计制造了适宜于浇注法测试型砂热物性值的装置。该装置热电偶定位准确，易于实现一维传热，使用方便可靠。是测定型砂热物性较为理想的测试装置。     

型砂热物性测试装置的研究及应用

根据浇注法测试型砂热物性值的原理，设计制造了适宜于浇注法测试型砂热物性值的装置。该装置热电偶定位准确，易于实现一维传热，使用方便可靠。是测定少热物性较为理想的测试装置。     

铝合金压铸过程铸件/铸型界面换热行为的研究Ⅱ.工艺参数对界面换热的影响

基于本文第1部分的数学模型,求解了各种工艺参数下铸件/铸型间的界面热流和换热系数,重点研究不同工艺参数对于界面热流和换热系数的影响.在现有的"阶梯"块铸件的条件下,计算结果表明:压铸过程各种工艺参数对于铸件/铸型界面热流和换热系数有着不同的影响规律.铸型初始模腔表面温度对于界面热流的峰值有着很大的影响,随着铸型初始模腔表面温度的上升,热流峰值不断下降.对于较厚的"阶梯"面,铸型初始模腔表面温度对于界面换热系数的影响较大,随着该温度的上升,界面换热系数的峰值不断下降;对于较薄的"阶梯"面,各种工艺参数对于界面换热系数的影响不大.     

凝固过程中金属和铸型界面间隙及其换热条件的研究

本文通过测量温度和金属与铸型间的间隙来研究凝固过程中金属与铸型界面传热行为及气隙形成规律。实验表明:由凝固过程中金属和铸型产生的收缩或膨胀是产生界面气隙的主要原因。在凝固初期,气隙的形成主要是铸型受热膨胀向外移动所致,而随后铸件凝固产生的收缩造成了金属与铸型间气隙的扩大。气除形成后,界面传热由固体接触导热转为气体导热和辐射传热。界面换热系数约为气体导热系数和辐射传热系数之和。