您好、欢迎来到现金彩票网!
当前位置:满堂彩 > 海上拖曳飞行 >

章充型凝固过程仿真 ——拉普拉斯算子湍流模型【 对于金属液在浇

发布时间:2019-07-14 14:40 来源:未知 编辑:admin

  章充型凝固过程仿真 ——拉普拉斯算子湍流模型【 对于金属液在浇注系统内流动时的湍流情况考表示 ——金属液的流速——金属液的密度 一般都引用雷诺数 ——金属液流道的几何特征长度——金属液的黏度 雷诺数是由金属液的惯性压力 是拖曳系数与黏性压力 的比较来定义的。雷诺试验表明了 小于某一临界值时流体质点不

  章充型凝固过程仿真 ——拉普拉斯算子湍流模型【 对于金属液在浇注系统内流动时的湍流情况考表示 ——金属液的流速——金属液的密度 一般都引用雷诺数 ——金属液流道的几何特征长度——金属液的黏度 雷诺数是由金属液的惯性压力 是拖曳系数与黏性压力 的比较来定义的。雷诺试验表明了 小于某一临界值时流体质点不混合 流动呈平滑有序的层流状态。当 大于临界值时 流体的流动呈无序状态 使得流体的局部压力、速度等物理量在空间与时间中呈混乱状态 这种流体的流动称为湍流【 】。在铸造充型过程中 由于型腔内高温金属熔体在充填型腔过程中多数情况下存在紊流、半紊流流动状态。紊流过程中 流体中质点无规律可循 但紊流流动不改变流体的粘性和连续性 所以其瞬时规律仍可用流体的动量守恒方程表达 这也是运用计算流体力学模拟铸造充型凝固过程的前提。所以在对此过程进行数值模拟时就必须选择合适的紊流模型并对相应的紊流方程进行求解 目前普遍采用标准 占紊流模型 该模型不仅可以达到求解精度要求 而且计算流体在流道中流动速度较快。本课题在运用 软件仿真金属液充型凝固过程时选用标准 占紊流模型。紊流动能 方程 紊流动能耗散率占方程河北工程大学硕士学位论文鲁 求解方法在运用铸造软件求解上述各方程时往往是利用软件自带求解器 通过设置数值模拟的初始条件及边界条件来确定唯一解。此处 不再对具体的数值算法和运动界面追踪方法进行介绍。在运用求解器求解时 初始条件及边界条件设置的是否合理 不仅影响着运算速度与运算收敛性 更重要的是直接影响到模拟结果的可靠性。所以 各初始条件的得来 最好由企业生产现场直接测得或者由实验得出。而目前铸造 软件对于边界条件的设置 往往是通过设置好相关单元用途、物料属性和材料间的传热系数得来 所以在具体操作中 要清楚各部分所起作用以及所用材料的名称和相关性质。若软件自带材料库或者标准数据库中没有所用材料属性 则需要企业用户根据自己所用材料 创建适用于自己企业的自定义材料库。 软件简介本文选用韩国 公司的商业铸造 软件 软件系统做充型凝固过程的数值模拟。 软件是基于 操作平台的高级铸造仿真及分析软件 适用于多种常规铸造方法的仿真。可以进行铸造的充型、卷气、热传导、凝固过程及铸造热应力等方面的模拟仿真和结果可视化分析。它自带通用材质库、有多种流体模型 并可根据企业自身需要建立相适用的材质库。借助 软件 可以预测充型凝固过程中产生的浇不足、气孔、缩孔缩松、冷隔、热裂等铸造缺陷 同时能够对分析结果进行可视化后处理 有助于直观分析出缺陷产生的原因 并据此优化浇冒口系统和浇注参数 应用该软件产品可以减短企业的新产品研发周期、提高铸件质量、降低铸造生产成本、有助于提高铸造企业的市场竞争力。 软件分为六个模块 各模块分工完成整个铸造工艺的数值模拟、结果后处理、项目资料管理等功能。六个模块中 最主要的模块分别是 前处理第 章充型凝固过程 仿真模块 、求解器 和后处理模块 多数情况顺序应用这三个模块即可完成一个铸造充型凝固过程的仿真。 模块是材料数据库模块 提供了具有国际标准的常用铸造材料物料属性 并可以根据用户需要 录入所需材料属性创建用户自定义数据库。 模块用来编辑 模块划分的网格文件 利用它可以对六面体网格进行细节修改并且不会因此改变实体模型。 模块主要功能是项目文件综合管理。具体各模块主要功能及软件结构如图 所示。图 软件结构图 充型凝固过程数值模拟 前处理设置【 】运行 模块 导入前文所述由 导出的 文件。首先定义各部分组件功能 设置虚拟铸模、浇口方向及求解域大小。然后在求解域内划分密度不同的六面体网格 在划分网格时 对装配工装划分密度不一致的网格 铸件型腔部分和浇道是主要模拟分析对象 也是后处理时主要观察区域 需划分密度更大的网格。其余部分 主要是虚拟铸模区域采用自动过渡 划分相对粗大的网格即可。采用不同密度的网格划分 既保证了模拟的准确性 还可以缩短计算时间。网格划分好后会弹出网格信息窗口。工装一、二的网格划分信息如图 所示。河北工程大学硕士学位论文在 中一般划分网格数不超过 均可达到不错的运算速度。 工装一网格信息工装二网格信息图网格信息 网格划分样例上图 是具体网格划分好后的效果图。划分好网格后 进行基本过程的设置。首先设置任务设计 目标工艺设定为“非金属型——砂型铸造” 分析类型为“充型分析及充型前后热、凝固分析”。材料设置。壳体联轴器材料选择常规数据库里的 该材料名称为韩国标准材料命名 即我国定义名称球墨铸铁 其物料属性见表 。在砂型的材料选择时 选用用户数据库里的自定义呋喃树脂沙。表 物料属性 章充型凝固过程仿真晨性名称密度 艺热热导率 霰相线温度固相线温度涛热动态粘度热孵联系数凝固收缩体积燹化 盔界凝固比率表面张力位燹量变量变量 初始条件选择温度常温 度。其他初始条件采用默认值。界面换热条件设置 选择用户白定义 各组件间界面的热交换系数 按照某企业 培训资料的球墨铸铁砂型铸造热交换系数表 查出。表 砂型铸造热交换系数表 浇口条件设置先选中浇口截面 在浇口截面变红后 设置浇注温度为 摄氏度。选择金属液热条件为常量。设置充型条件为坩埚口距浇口截面高度固定的浇注方式 即固定高度浇注 浇注高度为 。高级浇注选择直接浇注 弹出窗口选择浇口半径 输入浇口半径自动计算出来的浇口截面面积存在少许差别 这是由于边界网格划分不一致造成的。由于差别微小 其造成影响本文不详细研究。结合浇口截面尺寸、浇冒口系统结构及充型条件 可以估计出充型时间分别为 工装一 工装二 。浇口设置结果如图 所示。 河北工程大学硕士学位论文工装一浇口设置信息工装二浇口设置信息图浇口信息 重力设置 设为 方向。可选模块 分别激活收缩模型、紊流流动模型、氧化夹渣模型。流体流动模型中激活表面张力 另外两个模型默认即可。图 是求解方法设置。求解条件 将“结束 输出条件”中的结束条件选为“充型凝固 。在输出条件中 为了细致观察金属液引入铸件型腔的状况 增加时间间隔 以及充型和凝固完成。保存文件 关闭 点击 运行求解。等待计算机求解完成后 生成 文件 运行 打开该文件 即可对模拟过程进行可视化后处理。河北工程大学硕士学位论文糕曦张媾絷薅髂黼潜藏嘲鼍雕灏 缺陷概率参数设置后处理及分析 缩松缺陷工装一缩松缺陷工装二缩松缺陷工装一同剖面凝固顺序工装二同剖面凝固顺序图缩松缺陷和同剖面凝固顺序 章充型凝固过程仿真图 冒口凝固顺序剖面 上图 分别为工装一、二的缩松概率缺陷剖面图和同剖面的凝固顺序图。可见工装二的缩松缺陷不仅总体积大而且较为分散的分布在砂芯 凸台与铸件接触部位。由第二章分析结果可知 此处也是成品零件较为薄弱的区域。观察侧冒口部位的凝固顺序 观察到工装一、二在金属液充满型腔进入凝固阶段时 冒口与铸件型腔连接部位均未提前凝固 说明冒口尺寸并无问题。出现缩松高概率区域的原因是冒口补缩距离没有延伸至铸件最后凝固区域。再对比缩松缺陷高概率发生位置的凝固顺序图 可以看出 冒口虽未提前凝固 但凝固时间相比较缩松缺陷部位的凝固时间早且冒口颈与铸件热节部位断面高度差较大 加之缩松缺陷高概率部位过于分散 导致冒口补缩距离不够 使得侧冒口对缩松缺陷部位没有起到很好的补缩作用。 横剖面局部凝固时间云图纵剖面局部凝固时间云图图局部凝固时间 再看工装二的图 由于采用了“高温快浇”的浇注策略 图示上部内浇道金属液引入型腔位置出现了明显的冲刷砂芯作用 而冲刷位置恰好处在砂芯一的柱状凸台上。根据生产经验判断 像这样长时间集中地用高温金属液冲刷砂芯 铸件成型开箱后 极易在冲刷部位发现物理粘砂和化学粘砂缺陷。在冲刷作用下 若砂芯强度不够或砂芯黏合不牢使得砂芯表面砂砾脱离砂芯后 被金属液包裹在铸件表面形成物理粘砂。由于金属液温度高 而型芯体积小 集中冲刷导致该部位温度很快升至金属液温度且难以短时间散去 从而导致局部温度较高 凝固相对较晚 见图 为缺陷位置的局部凝固时间云图 使得金属液与砂和粘结剂反应 使得熔融状态的砂砾黏附在铸件表面形成化学粘砂。可见在现有浇注参数下 工装二的内浇道开设位置并不合理。

http://votyakov.com/haishangtuoyefeixing/168.html
锟斤拷锟斤拷锟斤拷QQ微锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷微锟斤拷
关于我们|联系我们|版权声明|网站地图|
Copyright © 2002-2019 现金彩票 版权所有