铸件凝固过程仿真研究——高锰钢铸件不同铸造工艺条件下温度场的数值模拟

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1、摘要论文题目：铸件凝固过程仿真研究——高锰钢铸件不同铸造工艺条件下温度场的数值模拟学科专业；材料加工工程研究生：杨迎东指导教师：张云鹏(教授)摘要签名；迪查：签名：主查耋睑本文以MicrosoftVisualc++6．0作为开发平台，在Windows环境下采用面向对象的编程方法编写了铸件凝固过程温度场模拟软件。软件包括前处理、中间计算、后处理三个部分，具有对铸件进行三维模型显示、网格剖分、温度场计算、网格剖分结果显示以及温度场显示等功能。软件的应用情况表明该软件基本反映了铸件凝固过程中的传热规律，能有效预测缩孔、缩松缺陷的位置，为铸造工艺的改进提供了一定的依据，具有

2、一定的实用性。通过浇注法，对消失模铸造工艺所采用的石英砂和普通砂型铸造工艺所采用的水玻璃砂两种型砂的热物性参数进行了测定。通过建立一维非稳态传热模型，比较各参考点数值计算温度与实测温度的差值，建立n元非线性方程，将求解热物性参数的问题转化成求函数的极值问题，得到了两种型砂比热、热导率随温度的变化规律。将求得的热物性参数输入软件后模拟结果与实际情况的对比说明通过浇注法测量型砂实际的热物性参数是一种比较实用的方法，为难以直接获得热物性参数的材料的热物性参数的获得提供了一种可行的方法。本文对轧臼壁消失模铸造和普通砂型铸造两种铸造工艺下铸件凝固不同时刻的温度场分别进行了模拟

3、，并进行了比较。通过比较证明由型砂本身的热物性参数的差别引起的铸件凝固温度场的差别并不大，两种铸造工艺下铸件凝固温度场的差别主要是由铸造工艺的不同引起的。消失模铸造工艺下冒口的补缩作用较差，铸件容易产生缩孔、缩松缺陷，而加了冷铁后的砂型工艺冒口的补缩作用比较明显，缩孔、缩松缺陷产生的几率大大减小。关键词：凝固；热物性参数；温度场；数值模拟西安理工大学硕士学位论文Title：RESEARCHONCAS订nNGSOUDI同CAnONPROCESSSlMULAnON———．TEMPERATUREFIELDNUMERlCALSIMULATIONOFMA-NGANESESTE

4、ELCASTINGUNDERDIFFERENTPROCESSMaJor：MaterialsProcessingEngineeringName：、fIngdongYANGsignature：Supervisor：Prof．YunpengZHANGAbstractsIgnat叭：Z!12学三!吁WithMicrosoftVisualC++6．o．Thisarticledevelopsthetemperaturefieldsimulationsoftwareofcastingsolidificationprocessbyusingtheobject-orientedpro

5、grammingmethodundertheWindowsenvironment．Thesoftwareincludesthreeparts：thepre-process，themiddlecomputationandthepost-process,whichhasthefunctionsofthree-dimensionalmodeldemonstration,两dcuUinginhalf，temperaturefieldcomputation,鲥dcuttinginhalfresultdemonstration,temperaturefielddemonstra

6、tionandsoOILThesoftwareapplicationsituationindicatedthatthesoftwarereflectedheattransferruleinthecastingsolidificationprocessbasically,andforecastedthepositionofshrinkagecavitiesandshrinkageporositieseffectivelywhichprovidedsomedependenciesonimprovingcastingprocess，andithasCertainservi

7、ceability．nethermalparametersofquartzsandwhichusedinlostfoamcastingprocessandwaterglassbondedsandwhichusedinordinarysandcastingprocess、张r℃determinedbyusingcastingmethod．Itgotthechangingruleofspecificheatandheatconductivitywithchangingoftemperatureofthetwosandsbyestablishingone-dimeus