金属铸造凝固过程的界面传热系数的测定.pdf

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1、·46·重型机械2016NO．3金属铸造凝固过程的界面传热系数的测定刘哲，陈玲，李广磊，(1．天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津300384；2．天津理工大学机械工程学院，天津300384)摘要：金属铸造凝固过程中利用界面系数表示热阻的影响，在热传导过程中起着主导作用，为提高模拟精度，采用铝硅合金的铸件设计了金属型铸造实验，在已经测得的实验数据的基础上，利用ANSYS模拟铸造凝固过程得到温度随时间变化的曲线，通过“0．618法”和“反问题”的方法求解出界面传热系数，并将最小二乘法建

2、立的界面传热系数关于时间的数学模型用于数值模拟，其结果与测温实验数据进行了比较，误差均在5％以内，得到合理的温度场分布。关键词：ANSYS；界面传热系数；最小二乘法；反问题中图分类号：TG115．25文献标识码：A文章编号：1001—196X(2016)03—0046—04Determineofinterfaceheat·-transfercoeficientsinmetal-moldcastingsLIUZhe一，CHENLing一，LIGuang—lei'(1．TianjinKeyLaborator

3、yforControlTheory&ApplicationsinComplicatedSystems，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China)Abstract：Theinfluenceofair—gapisindicatedinterfaceheattransfercoeficien

4、t．Itplaysaleadingroleintheprocessofheatconduction．ThecurveoftemperaturechangingwithtimeisobtainedbyANSYSsimulationofcastingsolidificationprocess．Inordertoimprovethesimulationaccuracy，themetalcastingexperimentmateri—alsusedaluminumsiliconalloy．Theexperime

5、ntaldatahavebeenconcluded．Theprocessofcastingsolidifica—tionuseANSYStosimulatebaseondata．Itcangetthecurveoftemperaturechangewithtime．Thesolutionoftheinterfaceheattransfercoefficientbyusing“0．618method”andthemethodofinverseproblem．Themathe—matiealmodelofi

6、nterfaceheattransfercoeficientwithrespecttotimeissetupbyleastsquaremethod．Itisusedfornumericalsimulation．Thesimulationresultscomparedwithtemperaturemeasuringexperimentdata．Theerroriswithinfivepercent．Itshowedthatthetemperaturefielddistributionisreasonabl

7、e．Keywords：ANSYS；interfaceheatcoefficient；leastsquaremethod；inverseproblem体积变大，两者接触之问产生空隙，在传热过程0前言中会产生一定的阻碍，在铸型与铸件的界面两侧在金属铸造凝固过程中，由于材料性质的不造成温度间断，这种阻碍成为热阻，空间位置的同，随着铸件冷却凝固体积缩小，铸型受热膨胀不同和时间的变化影响热阻的大小，他常常主导热传导过程，一般将热阻的影响表示为界面传热收稿日期2015—11—10；修订日期：2015—12—08系数

8、，界面传热系数是温度场数值模拟¨1中的基金项目大学生创新创业训练计划项目(201410060034)关键参数。作者简介刘哲(1993一)，男，本科生，研究方向：计算机辅助工程分析。本文拟采用“反问题”的数学模型确定界面通讯作者陈玲(1964一)，女，教授，研究方向：计算机辅助传热系数j，利用软件模拟得到的界面传热系工程分析。2016No．3重型机械·47·数的数据，并通过最小二乘法建立该系数与时间温度进行对比，两者的相对误差在5％以内，说的