基于Fluent鋁合金真空差壓充型形態(tài)數(shù)值模擬.pdf

1、學校代碼：10406分類號：TG211學號：100082503007南昌航空大學南昌航空大學碩士學位論文（碩士研究生）基于基于FluentFluent鋁合金真空差壓鋁合金真空差壓充型形態(tài)數(shù)值模擬充型形態(tài)數(shù)值模擬碩士研究生碩士研究生：涂紫鵬導師：嚴青松教授申請學位級別申請學位級別：碩士學科、專業(yè)學科、專業(yè)：航空宇航制造工程所在單位：所在單位：航空制造工程學院答辯日期答辯日期：2013年6月授予學位單位授予學位單位：南昌航空大學I摘要真空差

2、壓鑄造工藝是一種先進的反重力精密成形方法，實現(xiàn)了在真空下可控充型并在高壓下凝固結晶，在鑄造大型復雜薄壁有色合金精密鑄件具有較大的優(yōu)勢。在真空差壓充型過程中，充型過程金屬液的流動形態(tài)對薄壁鑄件的成形質(zhì)量具有較大的影響，掌握并控制真空差壓鑄造的充型過程是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的關鍵之一。但是真空差壓鑄造充型過程，特別是充型流動形態(tài)難以監(jiān)測，采用數(shù)值模擬方法可以較好的實現(xiàn)對充型形態(tài)的預測。因此，對鋁合金真空差壓充型形態(tài)進行數(shù)值模擬具有一定的理論和現(xiàn)實意

3、義。本文基于Fluent平臺，采用Scheme語言和UDF實現(xiàn)了基于Fluent真空差壓充型模塊，并對真空差壓鑄造充型形態(tài)進行數(shù)值模擬，獲得真空度和加壓速率對真空差壓鑄造充型形態(tài)的影響規(guī)律。模擬結果表明：真空度對鋁合金鑄件充型形態(tài)的影響較大，隨著真空壓力降低，液態(tài)鋁合金充型能力強、充型形態(tài)平穩(wěn)；隨著真空壓力增大，鑄件容易出現(xiàn)卷氣、裹氣、澆不足等缺陷。真空度對鋁合金薄壁鑄件充型形態(tài)的影響隨壁厚減小而增大，當壁厚小于5mm時，真空度對真空差

4、壓充型形態(tài)會產(chǎn)生十分顯著的影響。加壓速率對真空差壓鑄造鋁合金鑄件充型形態(tài)的影響也較大，隨著加壓速率的增大，真空差壓液態(tài)鋁合金充型形態(tài)會從正向充填逐漸轉(zhuǎn)向反向充填，充型形態(tài)也由平穩(wěn)充型逐漸轉(zhuǎn)向紊流。并建立了真空度對充型流動形態(tài)的影響規(guī)律的數(shù)學模型：200111(1)21000tghPkERtLσρυρτ=同時，采用真空差壓鑄造工藝進行了某復雜薄壁鋁合金殼體鑄件的試制，結果表明：在真空度80Kpa和60PKa充型時，鑄件出現(xiàn)了氣孔、澆不足等