薄壁件真空差壓鑄造充型流場的數(shù)值模擬.pdf

1、目前，由于計算機技術、數(shù)值模擬技術、計算流體力學和計算傳熱傳質學的迅速發(fā)展，流場溫度場數(shù)值模擬，尤其是充型過程數(shù)值模擬已成為鑄造研究的前沿課題。充型過程與鑄件質量密切相關，了解并控制充型過程是獲得優(yōu)質鑄件的重要條件。通過充型凝固過程模擬，人們可以掌握主要鑄造缺陷的形成機理，優(yōu)化鑄造工藝參數(shù)，改進鑄件質量，縮短試制周期，降低生產成本。本研究成功地將商用流體軟件ANSYS CFX應用于鑄造充型過程的數(shù)值模擬，并對鋁合金薄壁件的真空差壓反重力

2、鑄造的充型進行了理論研究。 本文使用流體軟件ANSYS CFX并進行二次開發(fā)，建立了鋁合金鑄造充型的模型，用以模擬真空差壓反重力鑄造的充型。并分別對不同壓差下2mm、4mm和6mm薄板鑄件的充型進行了模擬，同時對真空差壓反重力鑄造充型的入口速度進行了理論分析，建立了充型速度和壓差之間的數(shù)學關系式。 系統(tǒng)研究了真空差壓鑄造工藝的充型理論，采用電極觸點法對薄板鑄件的充型進行了試驗，測試了不同壁厚、壓差等因素對充填形態(tài)的影響。

3、經驗證，同條件下電極觸電法測得的充填形態(tài)與使用ANSYS CFX模擬的結果相近，證明了使用該軟件對鋁合金真空差壓反重力鑄造充型模擬的可行性。并且探討了真空差壓鑄造鋁合金薄壁鑄件的充填規(guī)律，建立了真空差壓鑄造工藝的“正向充填”和“反向充填”理論。 建立了真空差壓工藝參數(shù)的確定原則，并對試制鑄件的真空差壓反重力鑄造進行了充型模擬，確定了各工藝參數(shù)，改進了澆注系統(tǒng)，解決了鑄件試制中出現(xiàn)的澆不足、匯流等缺陷，說明了開發(fā)的ANSYS CF