| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-31页 |
| 1.1 引言 | 第13-14页 |
| 1.2 铝合金挤压铸造技术 | 第14-19页 |
| 1.2.1 挤压铸造工艺特点及研究概况 | 第14-17页 |
| 1.2.2 挤压铸造成形设备的研究现状 | 第17-19页 |
| 1.3 超声波处理金属熔体技术 | 第19-25页 |
| 1.3.1 超声波处理金属熔体技术的研究现状 | 第19-22页 |
| 1.3.2 功率超声在金属熔体中的作用机理 | 第22-23页 |
| 1.3.3 金属熔体超声处理设备的研究概况 | 第23-25页 |
| 1.4 复合场处理金属熔体技术 | 第25-28页 |
| 1.5 存在的问题 | 第28-29页 |
| 1.6 研究目标和研究内容 | 第29-31页 |
| 1.6.1 研究目的 | 第29页 |
| 1.6.2 研究内容 | 第29-30页 |
| 1.6.3 课题来源 | 第30-31页 |
| 第二章 超声-压力耦合装置的研制 | 第31-65页 |
| 2.1 引言 | 第31页 |
| 2.2 超声波换能器的设计与优化 | 第31-37页 |
| 2.2.1 超声波换能器尺寸设计 | 第31-34页 |
| 2.2.2 换能器的匹配设计 | 第34-37页 |
| 2.3 超声-压力耦合处理金属熔体变幅杆的研制 | 第37-46页 |
| 2.3.1 变幅杆的设计要求 | 第37-38页 |
| 2.3.2 变幅杆理论设计方法 | 第38-41页 |
| 2.3.3 超声变幅杆模态分析和谐响应分析 | 第41-43页 |
| 2.3.4 高温、高压下变幅杆的模态、谐响应和强度分析 | 第43-46页 |
| 2.4 变幅杆的尺寸优化设计 | 第46-48页 |
| 2.5 带有工具杆的复合型变幅杆设计与研制 | 第48-56页 |
| 2.5.1 不同过渡形状复杂变幅杆的设计要求 | 第48页 |
| 2.5.2 复杂变幅杆的理论设计 | 第48-50页 |
| 2.5.3 复杂变幅杆的模态分析和谐响应分析 | 第50-52页 |
| 2.5.4 复杂变幅杆的高温、高压下的模态分析和谐响应分析 | 第52-56页 |
| 2.6 超声-压力耦合作用挤压模具的设计 | 第56-62页 |
| 2.7 超声-压力耦合装置的制造 | 第62-64页 |
| 2.8 本章小结 | 第64-65页 |
| 第三章 超声-压力耦合作用下Al-5.0Cu合金凝固组织的数值模拟 | 第65-97页 |
| 3.1 引言 | 第65-66页 |
| 3.2 界面换热系数的反分析求解 | 第66-76页 |
| 3.2.1 界面换热系数的求解方法 | 第66-68页 |
| 3.2.2 基于ProCAST反分析求解模型的建立 | 第68-69页 |
| 3.2.3 Al-5.0%Cu重力铸造界面换热系数的求解 | 第69-73页 |
| 3.2.4 挤压力作用下Al-5.0%Cu界面换热系数的求解 | 第73-76页 |
| 3.3 Al-5.0Cu凝固微观组织的数值模拟 | 第76-83页 |
| 3.3.1 计算域及网格划分 | 第76-77页 |
| 3.3.2 控制方程 | 第77-79页 |
| 3.3.3 初始条件和边界条件 | 第79-80页 |
| 3.3.4 热物性参数 | 第80页 |
| 3.3.5 宏-微观耦合求解法 | 第80-81页 |
| 3.3.6 挤压力在数值模拟中的实现 | 第81-82页 |
| 3.3.7 功率超声在数值模拟中的实现 | 第82页 |
| 3.3.8 凝固组织模拟的基本假设 | 第82-83页 |
| 3.4 凝固组织模拟结果 | 第83-92页 |
| 3.4.1 不同界面换热系数下的凝固组织模拟结果 | 第83-85页 |
| 3.4.2 不同形核参数下的凝固组织模拟结果 | 第85-88页 |
| 3.4.3 不同铸造工艺下凝固组织的模拟结果 | 第88-92页 |
| 3.5 宏-微观数值模拟CAFE模型的验证 | 第92-95页 |
| 3.6 本章小结 | 第95-97页 |
| 第四章 超声-压力耦合作用对Al-Cu合金微观组织的影响 | 第97-125页 |
| 4.1 引言 | 第97页 |
| 4.2 实验方法 | 第97-102页 |
| 4.2.1 实验材料 | 第97-98页 |
| 4.2.2 实验装置 | 第98-99页 |
| 4.2.3 实验方法 | 第99-100页 |
| 4.2.4 微观组织结构分析及测试方法 | 第100-102页 |
| 4.3 实验结果 | 第102-123页 |
| 4.3.1 挤压压力对Al-5.0Cu合金微观组织的影响 | 第102-108页 |
| 4.3.2 功率超声对Al-5.0Cu合金微观组织的影响 | 第108-114页 |
| 4.3.3 耦合工艺对Al-5.0Cu合金微观组织的影响 | 第114-123页 |
| 4.4 本章小结 | 第123-125页 |
| 第五章 超声-压力耦合处理Al-5.0Cu合金的作用机理分析 | 第125-160页 |
| 5.1 引言 | 第125页 |
| 5.2 单一压力或超声对Al-Cu合金凝固组织的影响规律 | 第125-129页 |
| 5.2.1 压力对形核与生长的影响 | 第126-127页 |
| 5.2.2 功率超声对Al-Cu合金凝固组织的影响 | 第127-129页 |
| 5.3 超声-压力耦合作用Al-Cu合金微观组织的影响规律 | 第129-148页 |
| 5.3.1 超声-压力耦合作用下Al-5.0Cu合金熔体空化效应数值模拟 | 第129-133页 |
| 5.3.2 超声-压力耦合作用边界条件的定义 | 第133-139页 |
| 5.3.3 模拟结果分析与讨论 | 第139-148页 |
| 5.4 超声-压力耦合场在Al-Cu合金熔体内部作用机制 | 第148-158页 |
| 5.4.1 超声-压力耦合作用对空化效应的影响 | 第148-150页 |
| 5.4.2 超声-压力耦合作用对声流的影响 | 第150-151页 |
| 5.4.3 超声-压力耦合作用对异质形核的影响 | 第151-152页 |
| 5.4.4 超声-压力耦合作用机理的实验验证 | 第152-158页 |
| 5.5 本章小结 | 第158-160页 |
| 结论 | 第160-164页 |
| 本文创新之处 | 第162页 |
| 今后的工作展望与设想 | 第162-164页 |
| 附录 | 第164-166页 |
| 参考文献 | 第166-177页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第177-179页 |
| 致谢 | 第179-180页 |
| 附件 | 第180页 |
