| 摘要 | 第3-4页 |
| abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第10-43页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第10-13页 |
| 1.2 铸造铝合金微观组织和力学性能实验研究进展 | 第13-22页 |
| 1.2.1 合金元素对微观组织和力学性能的影响 | 第13-17页 |
| 1.2.2 凝固条件对微观组织和力学性能的影响 | 第17-18页 |
| 1.2.3 热处理条件对微观组织和力学性能的影响 | 第18-22页 |
| 1.3 凝固过程微观组织模拟研究进展 | 第22-33页 |
| 1.3.1 微观组织模拟方法概述 | 第22-24页 |
| 1.3.2 枝晶生长CA方法模拟研究进展 | 第24-31页 |
| 1.3.3 共晶生长CA方法模拟研究进展 | 第31-33页 |
| 1.4 热处理过程微观组织模拟研究进展 | 第33-35页 |
| 1.5 强化模型和力学性能预测研究进展 | 第35-38页 |
| 1.6 工艺-组织-性能全流程多尺度数值模拟研究进展 | 第38-40页 |
| 1.7 目前存在的主要问题 | 第40-41页 |
| 1.8 本文研究内容 | 第41-43页 |
| 第2章 多元多相铸造铝合金凝固组织数理建模及算例研究 | 第43-78页 |
| 2.1 引言 | 第43页 |
| 2.2 铸造铝合金凝固过程微观组织演化及形貌特征 | 第43-46页 |
| 2.3 铸造铝合金枝晶生长CA模型及数值算法 | 第46-58页 |
| 2.3.1 枝晶生长CA模型基本原理和假设条件 | 第46-47页 |
| 2.3.2 等轴晶形核模型的建立 | 第47-51页 |
| 2.3.3 溶质扩散控制方程 | 第51-52页 |
| 2.3.4 界面各向异性及曲率计算 | 第52-53页 |
| 2.3.5 枝晶生长动力学 | 第53-55页 |
| 2.3.6 CA捕获算法 | 第55-57页 |
| 2.3.7 与多元相图数据库的耦合 | 第57-58页 |
| 2.4 铸造铝合金非规则共晶生长CA模型及数值算法 | 第58-61页 |
| 2.4.1 溶质扩散方程 | 第59页 |
| 2.4.2 共晶生长动力学及捕获算法 | 第59-61页 |
| 2.4.3 共晶形核准则 | 第61页 |
| 2.5 铸造铝合金凝固组织模拟算法流程 | 第61-63页 |
| 2.6 铸造铝合金枝晶生长算例研究 | 第63-74页 |
| 2.6.1 Al-7Si合金单个等轴枝晶三维生长模拟 | 第63-66页 |
| 2.6.2 Mg元素含量对Al-7Si-Mg合金枝晶生长影响 | 第66-67页 |
| 2.6.3 溶质元素相互作用对枝晶生长的影响 | 第67-71页 |
| 2.6.4 Al-7Si-Mg合金等轴多枝晶三维生长模拟 | 第71-74页 |
| 2.7 铸造铝合金非规则共晶生长算例模拟 | 第74-76页 |
| 2.7.1 未变质Al-Si共晶生长模拟 | 第74-76页 |
| 2.7.2 Sr变质Al-Si共晶生长模拟 | 第76页 |
| 2.8 本章小结 | 第76-78页 |
| 第3章 铸造铝合金铸件凝固过程微观组织模拟及实验验证 | 第78-98页 |
| 3.1 引言 | 第78页 |
| 3.2 铸造铝合金等轴枝晶组织模拟及实验验证 | 第78-86页 |
| 3.2.1 阶梯件凝固实验及结果分析 | 第78-82页 |
| 3.2.2 等轴枝晶生长模拟结果及分析 | 第82-86页 |
| 3.3 铸造铝合金凝固共晶组织模拟及实验验证 | 第86-88页 |
| 3.4 铸造铝合金定向凝固组织模拟及实验验证 | 第88-97页 |
| 3.4.1 定向凝固实验过程及结果分析 | 第88-90页 |
| 3.4.2 一次枝晶臂间距上下限值预测 | 第90-91页 |
| 3.4.3 不同凝固速度下枝晶定向生长模拟 | 第91-94页 |
| 3.4.4 一次枝晶臂间距的影响因素分析 | 第94-97页 |
| 3.5 本章小结 | 第97-98页 |
| 第4章 铸造铝合金热处理过程工艺-组织-性能实验研究 | 第98-124页 |
| 4.1 引言 | 第98页 |
| 4.2 实验研究方案 | 第98-101页 |
| 4.2.1 实验材料和热处理方案 | 第98-100页 |
| 4.2.2 微观组织表征和力学性能测试方法 | 第100-101页 |
| 4.3 实验结果分析 | 第101-120页 |
| 4.3.1 热处理过程微观组织演变 | 第101-112页 |
| 4.3.2 凝固和热处理工艺以及Mg元素含量对合金力学性能的影响. | 第112-120页 |
| 4.4 分析与讨论 | 第120-123页 |
| 4.4.1 凝固组织、元素含量及热处理对铸造铝合金力学性能的影响 | 第120-121页 |
| 4.4.2 铸造铝合金的屈服强度和抗拉强度模型 | 第121-123页 |
| 4.5 本章小结 | 第123-124页 |
| 第5章 铸造铝合金时效析出动力学和拉伸性能预测模型及模拟研究 | 第124-153页 |
| 5.1 引言 | 第124页 |
| 5.2 数学模型 | 第124-138页 |
| 5.2.1 时效析出动力学模型 | 第125-131页 |
| 5.2.2 强化模型 | 第131-134页 |
| 5.2.3 应变硬化模型 | 第134-138页 |
| 5.3 模拟参数设置及求解流程 | 第138-139页 |
| 5.4 模拟结果分析 | 第139-150页 |
| 5.4.1 时效温度对合金时效析出和屈服强度的影响 | 第139-143页 |
| 5.4.2 固溶温度对合金时效析出和屈服强度的影响 | 第143页 |
| 5.4.3 Mg元素含量对合金时效析出和屈服强度的影响 | 第143-145页 |
| 5.4.4 时效处理对合金应变硬化行为的影响 | 第145-147页 |
| 5.4.5 铸态组织细化程度对合金应变硬化行为的影响 | 第147-148页 |
| 5.4.6 合金抗拉强度和延伸率预测及实验验证 | 第148-150页 |
| 5.5 模型局限性及影响拉伸性能预测精度的因素分析 | 第150-151页 |
| 5.6 本章小结 | 第151-153页 |
| 第6章 铝合金铸件全过程、多尺度数值模拟的工程应用 | 第153-171页 |
| 6.1 引言 | 第153-154页 |
| 6.2 铝合金壳体铸件微观组织及拉伸力学性能模拟 | 第154-160页 |
| 6.2.1 克若尔壳体铸造过程温度场模拟及实验验证 | 第154-156页 |
| 6.2.2 克若尔壳体凝固过程微观组织模拟及实验验证 | 第156-158页 |
| 6.2.3 克若尔壳体热处理态力学性能模拟及实验验证 | 第158-160页 |
| 6.3 铝合金缸盖铸件微观组织及拉伸力学性能模拟 | 第160-166页 |
| 6.3.1 缸盖铸件铸造过程温度场和凝固组织模拟及实验验证 | 第161-164页 |
| 6.3.2 缸盖铸件热处理态力学性能模拟及实验验证 | 第164-166页 |
| 6.4 铝合金连接座铸件微观组织及拉伸力学性能模拟 | 第166-169页 |
| 6.4.1 连接座铸件凝固过程温度场和微观组织模拟及实验验证 | 第166-168页 |
| 6.4.2 连接座铸件热处理态力学性能模拟及实验验证 | 第168-169页 |
| 6.5 铝合金铸件力学性能改善思路 | 第169-170页 |
| 6.6 本章小结 | 第170-171页 |
| 第7章 结论 | 第171-173页 |
| 参考文献 | 第173-188页 |
| 致谢 | 第188-190页 |
| 附录A 形核驱动力Δgv表达式推导 | 第190-192页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第192-194页 |
