噴射成形液滴運動和傳熱過程及沉積坯的應(yīng)力研究.pdf

1、噴射成形技術(shù)不僅具有快速凝固工藝的優(yōu)點，而且克服了快速凝固－粉末冶金工藝成本高、工序復(fù)雜等缺點。但噴射成形技術(shù)工藝參數(shù)多，各參數(shù)相互制約，相互影響，非常復(fù)雜。直接通過實驗來研究噴射成形過程比較困難，而且成本很高。本文通過數(shù)值模擬來研究噴射成形的液滴運動和傳熱過程及沉積坯的殘余應(yīng)力和瞬態(tài)應(yīng)力。 通過對噴射成形過程的分析，建立了噴射成形過程中金屬液滴運動和傳熱的數(shù)學(xué)模型。利用該模型計算了噴射成形過程中霧化氣體的速度、液滴速度、液滴溫

2、度、液滴的固相率等過程參量的變化過程。 計算結(jié)果表明：霧化氣體速度隨著距離噴射口垂直距離的增加單調(diào)衰減，而且衰減速度逐漸減小。霧化液滴在初始階段被加速，飛行一段距離后其速度與霧化氣體的速度相等，然后由于氣體的拖拽而減速，并且其速度變化規(guī)律與液滴的直徑相關(guān)。液滴冷卻至一定溫度時開始形核；開始形核后，溫度復(fù)又上升，然后才又開始下降。 利用有限元技術(shù)計算了沉積坯在生長形成過程及形成后的溫度場，利用該溫度場計算了沉積坯的瞬時熱應(yīng)