压铸充型过程卷气及压室预结晶组织的数值模拟研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 主要符号对照表 | 第10-11页 |
| 第1章 绪论 | 第11-27页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第11-16页 |
| 1.1.1 压铸工艺与产业发展近况 | 第11-13页 |
| 1.1.2 计算机模拟技术的应用价值 | 第13-14页 |
| 1.1.3 课题研究的意义 | 第14-16页 |
| 1.2 充型过程数值模拟技术的研究进展 | 第16-18页 |
| 1.2.1 充型过程数值模拟技术发展历史 | 第16页 |
| 1.2.2 压铸充型过程缺陷预测研究进展 | 第16-17页 |
| 1.2.3 铸造充型数值模拟技术的应用 | 第17-18页 |
| 1.3 充型过程数值模拟算法的研究进展 | 第18-24页 |
| 1.3.1 数值模型的研究进展 | 第18-19页 |
| 1.3.2 方程解法的研究进展 | 第19-20页 |
| 1.3.3 表面处理的研究进展 | 第20-22页 |
| 1.3.4 流体表面张力的研究进展 | 第22-23页 |
| 1.3.5 固相颗粒流动的研究进展 | 第23-24页 |
| 1.4 压铸充型模拟及缺陷预测存在的问题 | 第24-25页 |
| 1.5 论文主要研究内容 | 第25-26页 |
| 1.6 课题研究路线图 | 第26-27页 |
| 第2章 表面处理算法的开发及验证 | 第27-54页 |
| 2.1 引言 | 第27-28页 |
| 2.2 三维PLIC自由表面重构算法及验证 | 第28-35页 |
| 2.2.1 自由表面法向量与形貌假设 | 第28-30页 |
| 2.2.2 自由表面类型判断 | 第30-32页 |
| 2.2.3 自由表面内流体体积分数计算 | 第32-33页 |
| 2.2.4 自由表面重构过程及验证 | 第33-35页 |
| 2.3 算子不分裂的流体运输算法及验证 | 第35-43页 |
| 2.3.1 算法概述与前提假设 | 第35-37页 |
| 2.3.2 流体体积分数运输量的计算 | 第37-40页 |
| 2.3.3 流体运输算法的算例模拟及验证 | 第40-43页 |
| 2.4 基于切网格的边界处理算法及验证 | 第43-53页 |
| 2.4.1 切网格系统与算法简介 | 第43-44页 |
| 2.4.2 控制体积法求解切网格内控制方程 | 第44-46页 |
| 2.4.3 方程的离散及切网格表面积计算 | 第46-49页 |
| 2.4.4 基于切网格的算例模拟及验证 | 第49-53页 |
| 2.5 本章小结 | 第53-54页 |
| 第3章 压铸充型过程的数值模型及水力学实验验证 | 第54-87页 |
| 3.1 引言 | 第54-55页 |
| 3.2 考虑表面张力的压铸充型过程数值模型 | 第55-65页 |
| 3.2.1 模型假设与基本控制方程 | 第55-57页 |
| 3.2.2 张力项的添加与法向量求解 | 第57-60页 |
| 3.2.3 模型的控制条件设置 | 第60-65页 |
| 3.3 方程的求解与离散 | 第65-72页 |
| 3.3.1 两步投影法求解速度场和压力场 | 第65-67页 |
| 3.3.2 有限差分法离散控制方程 | 第67-72页 |
| 3.4 压铸充型过程的水力学实验及模拟验证 | 第72-86页 |
| 3.4.1 水力学模拟实验平台搭建与方案设计 | 第72-75页 |
| 3.4.2 梯形浇口件实验结果与模拟结果的对比 | 第75-83页 |
| 3.4.3 扇形浇口件模拟验证及辅助设计 | 第83-86页 |
| 3.5 本章小结 | 第86-87页 |
| 第4章 压铸卷气缺陷预测模型及实验验证 | 第87-97页 |
| 4.1 引言 | 第87页 |
| 4.2 压铸卷气过程的模型建立与算法开发 | 第87-93页 |
| 4.2.1 卷入气体的演变过程与模型框架 | 第87-89页 |
| 4.2.2 宏观气泡的搜索与标记 | 第89-90页 |
| 4.2.3 气泡压力的变化与传递 | 第90-91页 |
| 4.2.4 气泡的破碎与弥散运动 | 第91-93页 |
| 4.3 卷气模型的模拟及实验验证 | 第93-96页 |
| 4.3.1 宏观气泡的模拟及实验验证 | 第93-94页 |
| 4.3.2 微观气泡的模拟及实验验证 | 第94-96页 |
| 4.4 本章小结 | 第96-97页 |
| 第5章 压室预结晶流动分布模型及实验验证 | 第97-121页 |
| 5.1 引言 | 第97页 |
| 5.2 压室预结晶的颗粒轨道流动模型 | 第97-102页 |
| 5.2.1 模型构架与前提假设 | 第97-99页 |
| 5.2.2 颗粒轨道模型及受力分析 | 第99-101页 |
| 5.2.3 模型初始条件设置 | 第101-102页 |
| 5.3 预结晶颗粒的流动分布模拟及验证 | 第102-111页 |
| 5.3.1 压室内预结晶颗粒流动的模拟及验证 | 第102-104页 |
| 5.3.2 铸件内预结晶颗粒流动的模拟及验证 | 第104-108页 |
| 5.3.3 拉伸棒内预结晶颗粒流动的模拟及验证 | 第108-111页 |
| 5.4 预结晶颗粒分布规律的进一步研究 | 第111-119页 |
| 5.4.1 无量纲平均距离的周期性变化 | 第111-113页 |
| 5.4.2 预结晶颗粒在截面上的三种分布类型 | 第113-116页 |
| 5.4.3 预结晶颗粒分布规律对缺陷形成的影响 | 第116-119页 |
| 5.5 本章小结 | 第119-121页 |
| 第6章 压铸充型模拟与缺陷预测在实际工艺中的应用 | 第121-137页 |
| 6.1 引言 | 第121页 |
| 6.2 阶梯形压铸件的充型卷气模拟及验证 | 第121-124页 |
| 6.2.1 阶梯形压铸件的充型模拟与缺陷预测 | 第121-122页 |
| 6.2.2 阶梯形压铸件的卷气模拟及对比验证 | 第122-124页 |
| 6.3 支架压铸件的模拟验证与优化设计 | 第124-131页 |
| 6.3.1 支架件充型模拟与缺陷预测 | 第124-125页 |
| 6.3.2 支架件卷气模拟及实验验证 | 第125-128页 |
| 6.3.3 方案改进后的充型模拟与缺陷预测 | 第128-129页 |
| 6.3.4 方案改进后的卷气模拟及实验验证 | 第129-131页 |
| 6.4 碰撞盒压铸件的预结晶颗粒分布模拟及验证 | 第131-136页 |
| 6.4.1 模拟参数设置方案 | 第131-132页 |
| 6.4.2 预结晶颗粒分布趋势的对比验证 | 第132-134页 |
| 6.4.3 预结晶颗粒分布形貌的对比验证 | 第134-136页 |
| 6.5 本章小结 | 第136-137页 |
| 第7章 结论 | 第137-139页 |
| 参考文献 | 第139-148页 |
| 致谢 | 第148-149页 |
| 附录A 充型模拟的定量化验证方法 | 第149-151页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第151-152页 |
