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 |