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319s铝合金高固相分数半固态压铸多尺度数值模拟方法与实验研究

致谢第4-5页
摘要第5-7页
Abstract第7-8页
1 绪论第13-47页
    1.1 课题背景及研究意义第13-16页
        1.1.1 课题工程背景第13-15页
        1.1.2 课题的提出及意义第15-16页
    1.2 金属半固态压铸技术概述第16-25页
        1.2.1 半固态压铸成形简介第16-18页
        1.2.2 半固态压铸成形的优势第18-19页
        1.2.3 半固态浆料(坯料)制备技术第19-22页
        1.2.4 半固态压铸铝合金第22-25页
    1.3 半固态金属流变性能第25-35页
        1.3.1 半固态浆料结构特征第25-27页
        1.3.2 半固态金属流变性能的研究内容第27-31页
        1.3.3 半固态金属流变性能的研究方法第31-35页
    1.4 半固态压铸成形中的浆料流动状态第35-39页
        1.4.1 内部流动状态第35-37页
        1.4.2 自由液面流动状态第37页
        1.4.3 半固态金属流动形态控制第37-39页
    1.5 金属半固态成形技术数值模拟方法第39-45页
        1.5.1 单相模拟方法第40-44页
        1.5.2 多相模拟方法第44-45页
    1.6 主要研究内容、难点与创新第45-47页
        1.6.1 研究内容第45-46页
        1.6.2 主要创新第46-47页
2 研究方法与实验过程第47-63页
    2.1 研究线路第47-48页
        2.1.1 技术路线第47-48页
        2.1.2 本文主要章节规划第48页
    2.2 实验材料第48-50页
    2.3 主要实验方案第50-55页
        2.3.1 二次加热原位观察实验第50-52页
        2.3.2 等温重熔实验第52页
        2.3.3 感应加热实验第52-53页
        2.3.4 半固态高速压缩实验第53-54页
        2.3.5 高固相分数半固态压铸实验第54-55页
    2.4 检测及分析方法第55-59页
        2.4.1 319s热分析第55-56页
        2.4.2 319s热力学计算第56-57页
        2.4.3 微观组织分析第57-58页
        2.4.4 荧光渗透检测第58-59页
    2.5 数值模拟开展方法及流程第59-63页
        2.5.1 流体数值处理方法第59-60页
        2.5.2 单相模拟流程第60-61页
        2.5.3 多相模拟流程第61-63页
3 铝合金319s二次加热过程中组织演化规律研究第63-78页
    3.1 二次加热工艺窗口第63-65页
    3.2 升温速率对二次加热过程的影响第65-68页
        3.2.1 重熔过程原位观察研究第65-66页
        3.2.2 低速升温组织演化规律研究第66-68页
        3.2.3 讨论第68页
    3.3 保温时间对组织演化过程的影响第68-74页
        3.3.1 保温时间对固相颗粒的影响第68-73页
        3.3.2 保温时间对共晶硅颗粒演化的影响第73-74页
    3.4 感应加热温度控制及组织演变第74-77页
    3.5 本章小结第77-78页
4 铝合金319s半固态坯料流变性能研究第78-97页
    4.1 半固态压缩力学行为第78-90页
        4.1.1 压缩实验过程控制第78-81页
        4.1.2 半固态流变应力及其特征第81-88页
        4.1.3 半固态压缩变形机制第88-90页
    4.2 铝合金319s高固相分数压缩力学模型第90-91页
        4.2.1 应力-固相分数关系式第90页
        4.2.2 应力-应变速率关系式第90-91页
    4.3 319s高固相分数半固态坯料表观黏度第91-96页
        4.3.1 表观黏度计算第91-93页
        4.3.2 半固态坯料剪切稀化特性研究第93-94页
        4.3.3 表观黏度依时性研究第94-95页
        4.3.4 半固态微观组织对黏度的影响第95-96页
    4.4 本章小结第96-97页
5 半固态流动单相数值模拟方法研究及应用第97-124页
    5.1 表观黏度模型选择第97-98页
    5.2 319s高固相分数幂律黏度模型建立第98-100页
    5.3 基于合金有效液相分数的黏度模型第100-101页
    5.4 依时性幂律黏度模型第101-107页
        5.4.1 剪切速率增加第102-105页
        5.4.2 剪切速率降低第105-107页
    5.5 半固态压铸模流分析及实验验证第107-114页
        5.5.1 模拟参数设置第108-111页
        5.5.2 模拟结果分析与验证第111-114页
    5.6 半固态压铸缺陷预测及优化第114-123页
        5.6.1 浇不足缺陷第114-116页
        5.6.2 氧化夹杂缺陷第116-118页
        5.6.3 困气缺陷第118-122页
        5.6.4 缩孔缺陷第122-123页
    5.7 本章小结第123-124页
6 半固态金属内部流动稳定性研究第124-135页
    6.1 半固态金属流动雷诺数计算第124-126页
    6.2 雷诺数影响因素第126-129页
        6.2.1 浆料温度的影响第126-127页
        6.2.2 充型速度及通道直径的影响第127-129页
    6.3 流动稳定性模拟及实验验证第129-132页
        6.3.1 内部流动稳定性单相模拟验证第129-132页
        6.3.2 流动稳定性实验验证第132页
    6.4 半固态浆料内部流动机制第132-134页
    6.5 本章小结第134-135页
7 半固态流动多相数值模拟方法研究及应用第135-152页
    7.1 多相流数值计算方法第135-137页
        7.1.1 多相流模型第135页
        7.1.2 混合湍流模型第135-136页
        7.1.3 欧拉多相流求解方法第136-137页
    7.2 半固态浆料中固-液相间作用第137-139页
        7.2.1 固相颗粒受力分析第137-138页
        7.2.2 固-液相作用模型第138-139页
    7.3 半固态金属多相流动问题描述第139-141页
        7.3.1 颗粒相模型第139-140页
        7.3.2 边界条件第140-141页
    7.4 台阶管道多相流充填模拟第141-146页
        7.4.1 问题描述第141-142页
        7.4.2 主要参数设置及分析方法第142-143页
        7.4.3 充型过程中的固相偏析现象第143-144页
        7.4.4 固相偏析影响因素分析第144-146页
    7.5 半固态金属多相流模拟应用与实验验证第146-150页
        7.5.1 问题描述第146-147页
        7.5.2 固相偏析现象预测与验证第147-149页
        7.5.3 卷气量预测与验证第149-150页
    7.6 多相流模拟局限性讨论第150-151页
    7.7 小结第151-152页
8 结论与展望第152-155页
    8.1 结论第152-153页
    8.2 展望第153-155页
参考文献第155-168页
作者简历及在学研究成果第168-172页
学位论文数据集第172页

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