典型箱体铸件成形过程的数值模拟研究.pdf

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1、分类号：单位代码：安反这工犬學论文题目：典型箱体铸件成形过程的数值模拟研究作者姓名：韩董董，名称：机械制造及其自动化导师姓名：王成军副教授完成时间：二—五年六月中图分类号：论文编号学科分类号：密级：公开安徽理工大学硕士学位论文典型箱体鋳件成形过程的数值模拟研癍作者姓名：韩董董专业名称：机械制造及其自动化研究方向：多维振动铸造理论及技术导师姓名：王成军副教授导师单位：安徽理工大学答辩委员会主席：何庆教授论文答辩日期：年月日安徽理工大学研究生处年月日ADissertationinMechanicalEngineeringThenumericalsimulationresearch

2、offormingprocessofthetypicalboxcastingCandidate:HanDongdongSupervisor:WangChengjunassociateprofessorMechanicalEngineeringDepartmentAnHuiUniversityofScienceandTechnologyNo.168,ShungengRoad,Huainan,232001,P.R.CHINA独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包含其它人巳经发表

3、或撰写过的研究成果，也不包含为获得玄徽理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均巳在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：曰期：虚年月丄曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理工大学有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适

4、用本授权书）学位论文作者签名：舞查签字日期年月日导师签名：签字曰期年月曰摘要摘要铸造技术的研究与发展使铸造成形数值模拟技术在实际生产中的应用成为现实，铸造成形过程中温度、速度的变化以及凝固缺陷和微观组织均能够以图像的形式被清晰的显示出来，从而通过分析缺陷产生的原因，来改进工艺方案。运用铸造模拟软件对典型箱体类铸件的充型和凝固过程进行模拟，为今后制定适合箱体铸件的浇注工艺方案提供依据。本论文总结了数值模拟技术在铸造成形过程中的研究现状，以及对箱体零件的结构特点进行概述。以数值模拟理论为基础，以典型减速机箱体类零件为对象，利用铸造软件对金属液的充型和凝固过程进行计算，并对其产生缺

5、陷的位置和原因进行分析。本论文具体研究成果如下：对初步设计的不同浇注方案进行模拟，观察铸件充型和凝固的状态以及速度场和温度场的变化情况。结果显示，只有阶梯式浇注系统的充型状态良好，没有出现卷气和浇不足现象，因此确定本论文的浇注方案为阶梯式浇注。在阶梯式浇注系统的基础上对金属液的浇注温度、浇注速度等因素进行模拟，根据模拟结果预测产生缺陷的位置。结果表明，不同浇注温度对铸件充型时间没有明显的影响，但是对内浇口凝固固相率以及凝固后产生的缺陷有明显的影响，最优浇注温度为°不同的浇注速度对充型和凝固的时间的影响不同，充型时间随浇注速度的增大而减小，凝固时间随浇注速度的增大先减小后增大，

6、本论文最优的浇注速度为。对箱体铸件的凸台以及热节处出现缺陷的原因进行分析，通过增加冒口尺寸以及数量、增加冷铁、改变铸件的圆角大小等方式有效地控制了缩孔、缩松缺陷的产生，提高了铸件质量。利用与耦合的方法，在固液两相流的条件下研究多维振动对铸件充型能力的影响。分析多维振动对铸件充型时间的影响以及充型过程中考察区域内颗粒数对不同振动参数的敏感度。结果表明，考察区域内充型颗粒数对各因素敏感程度最大为自由度，频率次之，振幅最弱，且振动自由度为、振动频率为、振幅为时，充型过程考察区域内颗粒数最多。图表参关键词：箱体；砂型铸造；铸造工艺；耦合；固液两相流；数值模拟分类号：摘要，，，，，°，

7、，，安徽理工大学硕士学位论文，，，：；目录目录摘要录弓绪论选题背景及意义箱体类铸件概述箱体的主要功能箱体铸件的分类及材料铸造成形过程数值模拟技术数值模拟技术的研宄现状振动技术在铸造成形中的研宄现状课题的主要研究内容以及创新点研宄内容创新点本章小结铸造过程数值模拟理论铸件充型过程的数值模拟充型过程流体力学基础充型过程数值模拟的方法充型过程的控制方程紊流模型的建立铸件凝固过程数值模拟传热基本方式金属凝固的结晶潜热安徽理工大学硕士学位论文铸件缩孔、缩松缺陷的预测本章小结典型箱体铸造工艺设计铸造用造型材料树脂砂