计算机在模拟方面的应用

《计算机在模拟方面的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、铝合金半固态感应加热的计算机模拟姓名：班级：考试成绩：［摘要］根据实际条件确定了感应加热线圈的计算结构和材料的有关参数，应用改进的商业ANSYS软件，采用一维轴对称模型对铝合金中频感应加热温度及其分布进行了模拟。结果表明，在大功率和小功率的加热条件下，模拟结果与实测结杲均相当吻合。［关键词］铝合金；半固态；感应加热；计算机模拟前沿半固态金屈加工(Semi-soldmetalforming)简称SMM是上世纪70年代初美国麻省理工学院MITFlemings等⑴发展起来的一种新工艺。由于该工艺具冇成形温度低、模具使用寿命长、成形零件组织

2、致密、性能优异以及近终成形等优点,因而受到各国科技人员的重视并在汽车等工业中得到广泛应用31,是20世纪材料加工先进技术之一。半固态金屈加工有两种方法：一种是将经搅拌获得的半固态金屈浆料在保持其半固态温度的条件下直接进行半固态加工，通常被称为流变成形(Rheoforming);另一种是先将半固态浆料冷却凝固成坯料后，根据产品尺寸下料，再重新加热到半固态温度，然后进行成形加工，通常称为触变成形(Thixoforming)o由于半同态料浆储运困难，因此在实际工业生产屮，目前主耍采用触变成形工艺。在半固态坯料触变成形Z前，先要进行局部重熔

3、，重新加热，其一是为了获得不同工艺所需要的固相体积分数，其二是使剧烈搅拌获得的局部细小枝晶碎片逐渐长大，并转化为球状结构。该方法具有很多优点，如加热度快，加热效率高，氧化少及作业环境好等。坯料感应加热温度及其分布是否精确和均匀将直接关系到触变成形的成败，因此，必须对铝合金的感应加热特性进行研究，以便更好地控制半固态坯料二次加热时的组织形态和固相率，推进其在半固态触变成形中的应用。目前曲于金属半固态感应加热过程的复杂性，至今还存在着不少问题，如模拟参数难于精确确定(材料参数以及随温度变化规律多而杂)、材料感应涡流精确计算困难、模拟精度

4、不高等，尤其是半固态时，拟合结果与实测仍有较大的误差［10-12］木文目的是结合实验结杲，并应用ANASYS商业软件，对铝合金半固态坯料中频铝合金半固态感应加热的计算机模拟姓名：班级：考试成绩：［摘要］根据实际条件确定了感应加热线圈的计算结构和材料的有关参数，应用改进的商业ANSYS软件，采用一维轴对称模型对铝合金中频感应加热温度及其分布进行了模拟。结果表明，在大功率和小功率的加热条件下，模拟结果与实测结杲均相当吻合。［关键词］铝合金；半固态；感应加热；计算机模拟前沿半固态金屈加工(Semi-soldmetalforming)简称S

5、MM是上世纪70年代初美国麻省理工学院MITFlemings等⑴发展起来的一种新工艺。由于该工艺具冇成形温度低、模具使用寿命长、成形零件组织致密、性能优异以及近终成形等优点,因而受到各国科技人员的重视并在汽车等工业中得到广泛应用31,是20世纪材料加工先进技术之一。半固态金屈加工有两种方法：一种是将经搅拌获得的半固态金屈浆料在保持其半固态温度的条件下直接进行半固态加工，通常被称为流变成形(Rheoforming);另一种是先将半固态浆料冷却凝固成坯料后，根据产品尺寸下料，再重新加热到半固态温度，然后进行成形加工，通常称为触变成形(T

6、hixoforming)o由于半同态料浆储运困难，因此在实际工业生产屮，目前主耍采用触变成形工艺。在半固态坯料触变成形Z前，先要进行局部重熔，重新加热，其一是为了获得不同工艺所需要的固相体积分数，其二是使剧烈搅拌获得的局部细小枝晶碎片逐渐长大，并转化为球状结构。该方法具有很多优点，如加热度快，加热效率高，氧化少及作业环境好等。坯料感应加热温度及其分布是否精确和均匀将直接关系到触变成形的成败，因此，必须对铝合金的感应加热特性进行研究，以便更好地控制半固态坯料二次加热时的组织形态和固相率，推进其在半固态触变成形中的应用。目前曲于金属半固

7、态感应加热过程的复杂性，至今还存在着不少问题，如模拟参数难于精确确定(材料参数以及随温度变化规律多而杂)、材料感应涡流精确计算困难、模拟精度不高等，尤其是半固态时，拟合结果与实测仍有较大的误差［10-12］木文目的是结合实验结杲，并应用ANASYS商业软件，对铝合金半固态坯料中频感应加热过程进行计算机冇限元模拟，以便确定实际感应加热的最佳工艺。1基本原理1.1感应加热基础在通有交变电流感应圈中，工件在交变磁场作用下将产生感应电动势(£):式中£为感电动势的瞬时值，0为工件上交变电流所产生的总磁通，与交变电流强度及工件导磁率有关，0m

8、为最大磁通。材料涡流冋路的阻抗Z为式中R—涡流回路屯阻,Xl—涡流回路感抗。因为工件木身犹如一个闭合回路，故在感应电势作用下将产生感应电流，通常称为涡流，此涡流在工件里产生热量，其值为式中Q为工件中产生的热量，印为感应电动热，t为加热