多維振動下型腔內(nèi)金屬液充型與凝固規(guī)律研究.pdf

1、鑄造作為機械部件的重要成形方法，其技術(shù)水平的提高能極大促進國家工業(yè)發(fā)展。為了實現(xiàn)鑄件“復(fù)雜化、薄壁化、大型化”的目標(biāo)，不斷有新的鑄造技術(shù)問世。多維振動鑄造技術(shù)是振動鑄造技術(shù)的進一步改進優(yōu)化。通過改變振動鑄造參數(shù)中的自由度、振幅、頻率等參數(shù)能夠有效提高金屬液在型腔中的充型能力，并對金屬液的補縮產(chǎn)生促進作用。
　　本文在充分研究了國內(nèi)外先進振動鑄造技術(shù)及理論的基礎(chǔ)上，利用數(shù)值模擬軟件EDEM-Fluent及ProCAST模擬金屬液在型

2、腔內(nèi)的流動及收縮行為，并利用自主設(shè)計研制的多維振動裝置及模具進行了水力實驗和基于微晶蠟的物理模擬實驗。主要研究工作如下:
　　(1)對振動裝置進行計算，得出相應(yīng)的振動參數(shù)。采用L形充型試樣對振動參數(shù)進行篩選，研究自由度、振幅、頻率對流體在型腔內(nèi)流動能力的影響。選取具有代表性的參數(shù)，利用自選模型進行EDEM-Fluent耦合模擬，通過對充型過程中的顆粒運動情況分析，得出各個振動工況下顆粒的運動狀態(tài)。利用正交參數(shù)實驗法得出型腔考察區(qū)域

3、中顆粒的數(shù)目，通過極差分析法分析得出顆粒對振動自由度、振動頻率、振動幅度的響應(yīng)度。
　　(2)考慮到ProCAST不能進行振動鑄造模擬，選取三個金屬液澆注的一般性參數(shù)澆注速度、澆注溫度、砂箱溫度分析其對自選模型內(nèi)收縮情況的影響。利用正交實驗法，得出澆注參數(shù)中對金屬液凝固收縮影響次序及最佳的澆注方案為物理模擬實驗做參考。以最佳方案參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，采用單一變量法，研究同一參數(shù)的變化對鑄件縮松縮孔體積的影響。
　　(3)通過水力實驗及