简化代数应力模型在型腔充填数值模拟中的应用

针对型腔充填过程中的紊流流动,将计及紊流各向异性的简化代数应力模型引入ＰＨＯＥＮＩＣＳ软件中,并通过对确定自由表面界面流率的ｖａｎ Ｌｅｅｒ 格式进行修正,完成了恒温流体充填过程三维时均速度场和自由表面的数值模拟．与实验结果的对比表明,基于ＰＨＯＥＮＩＣＳ软件开发的充填模拟能够对复杂型腔的充填过程进行数值计算     

不同流体流动模型对型腔充填过程数值模拟结果的影响

在ＰＨＯＥＮＩＣＳ软件的基础上开发了充填过程模拟软件,可用ｖａｎＬｅｅｒ格式求解守衡标量方程而获得充填过程中的自由表面．用层流假设、标准的Ｋε紊流模型和代数应力模型分别对充填过程进行数值模拟,研究了不同流动模型对充填过程模拟结果的影响．结果表明：层流假设、Ｋε紊流模型和代数应力模型对充填过程都有其适用的范围,可对不同的情况选择其一．     

煤矿充填三维仿真系统的研究与应用

在介绍煤矿充填技术发展现状的基础上,运用虚拟现实技术对可实行的充填方案进行仿真模拟,探讨了三维实体建模、充填过程演示和充填效果比较等关键性技术.同时结合实例,阐述了煤矿通过充填三维仿真来进行充填方案的设计与选择的重要性和现实意义.在充填方案前期策划中,可视化三维仿真技术的应用突破了传统的可视化程度不高的缺点,使充填方案的设计更加直观形象、更容易理解,也为将来煤矿充填技术的推广应用提供了一个新方式.     

模拟任意曲线边界型腔充填过程的SOLA—MAC方法

针对压铸、挤压等铸型型腔具有曲线、曲面这一情况,对具有任意曲线边界的型腔充填过程进行了研究。对任意曲线边界进行了精确处理,并通过判断自由表面位置,较好地满足了自由表面边界条件,从而提高了数值模拟的精度。采用了易于实现的ＳＯＬＡ方法进行了压力－速度场迭代,采用改进的ＭＡＣ方法跟踪了自由表面,并给出了一个算例。     

低压铸造充型过程的数值模拟技术

论述了低压铸造充型模拟的数学模型,由于低压铸造充填速度较慢、充型平稳,因此充型计算采用层流模型.采用SOLA-VOF算法对模型进行求解, 其中SOLA 法用于求解流体的速度场和压力场, VOF法用于处理自由表面.采用UG软件进行铸件三维造型,采用ProCAST软件进行网格划分,对叶轮的充型过程进行了模拟,并通过对叶轮的浇注试验,验证了低压铸造充型的数学模型及算法在保证模拟精度、提高计算效率上的有效性.     

ACRT过程中流场的数值模拟

将相对体积算法扩有展到三维圆柱坐标系，求解了坩埚加速旋转技术过程中，真实非稳态不可压缩自由表面流体的流动，展示了流体流动状态变化的全过程。     

容器中液体晃动的数值模拟

文章介绍了通度的概念和VOF方法的计算原理,采用修正的VOF方法跟踪自由表面,应用改进的三维施主与受主单元模型求解流体体积函数F的输运方程,通过编程模拟计算了容器中具有自由表面的三维、非定常液面波动问题,计算结果与实验分析相吻合。     

丁坝群三维水流数值研究

丁坝是河道整治及防洪护岸工程中一种常见的建筑物,丁坝水流一般是具有不规则的曲面边界和自由表面的三维紊流,本文采用修正的K-ε模型封闭Reynolds方程作为紊流控制方程、引入通度概念处理不规则边界、引入VOF法追踪自由表面,对丁坝群三维水流进行了数值模拟,给出了自由表面形状、流速分布图及回流长度,并与试验结果进行了比较,从水流条件出发,给出了丁坝群间距的推荐值。     

充泥过程中土工织物管袋的受力和变形分析

为充分认识大型土工织物充泥管袋受力和变形的时变特性,并为管袋设计提供计算依据,采用无量纲化的方法,推求土工织物管袋在充泥过程中,从管袋顶部压力为零(即自由充填)到大于零(即通过泵压充填阶段)的拉力、变形形状以及充填高度随时间变化过程的解答。结果表明:当采用密度为ρ的泥浆充填横截面周长为L的管袋时,从自由充填到泵压充填的临界充填高度为0.1L,单位长度充填体积为0.04L2,对应的管袋拉力为0.002 5ρg L2;管袋在达到临界充填高度后,需要持续增加泵压才能使其继续充填,所需泵压与管袋拉力均随充填高度呈非线性快速增长。     

三维注塑充模过程有限分析模拟

温度与压力的变化是影响注塑成形的重要因素,该文从注塑模型中聚合物的流变行为的理论入手,根据流变学原理及粘弹力学理论,建立了聚合物熔体在薄缝型内流动的压力方程和温度方程,推导出注塑成型充填过程的有限分析解;对三维薄壁箱体充填过程进行了模拟,分析了模拟结果中压力与温度的变化情况,模具设计人员可通过预测压力与温度变化来分析充填过程是否合理。     

铸造充型过程初始温度场的数值模拟及实验研究

对铸造充型过程进行数值模拟是铸造计算机辅助工艺设计的重要内容之一。对铸件充型过程的流场温度场变化及初始温度分布进行了数值模拟研究。在计算方法改进方面，以二维ＶＯＦ方法为基础，提出了一种简单实用的三维自由表面处理技术。用显式热焓法求解能量方程，显著缩短了计算时间。为验证这些计算方法，以灰铸铁试件为例，对其初始温度场进行了重复测试。模拟结果与实测结果吻合较好。     

层流假设在型腔充填过程数值模拟中的适用性

根据Ｊ．Ｃａｍｐｂｅｌ的基准实险,采用层流假设和紊流模型对其充填过程中的流动现象进行三维数值模拟,进而逐步改变其直浇道高度,用上述２种方法进行数值模拟实验对比．根据所得结果的比较,提出了一个浇注系统最小断面处的临界雷诺数,该处的雷诺数小于此值时,采用层流假设进行模拟是合适的;而大于此值时,应采用紊流模型．     

基于三维表面模型的注射成型充填模拟

充填模拟的计算机软件在预测复杂薄壁型腔的流动行为方面已经比较准确。现行的数值方法都是采用基于中性层的有限元／有限差分法,但中性层模型的引入使得模拟软件在应用中具有极大的局限性。本采用表面模型取代中性层模型,通过附加在壁厚方向上的边界条件来保证同一截面上对应表面的协调流动,这一创新使由现行的模具设计CAD系统产生的型腔模型可以直接应用于CAE软件,突破了原有软件的建模瓶颈。最后应用实例论证了本算法的合理性与可靠性。     

Analysis of three-dimensional vortexes below the free surface in a continuous casting mold

To study fluctuations of the free surface of liquid steel in the mold, two different models with the same casting conditions but different thicknesses were employed to analyze the hydrodynamic behavior at the top of the mold. The first model was a standard thickness slab, and the second had a thickness three times wider. It is found with the second model that above the plane formed by the steel jets, it is possible to observe four three-dimensional vortexes that interact with the submerged entry nozzle (SEN) and mold walls. By using a biphasic model to simulate the interface between the liquid and air inside the mold, the flow asymmetry and the fluctuations of the free surface can be clearly observed.     

注塑成型流动过程中的纤维定向分析

基于Ｈｅｌｅ－Ｓｈａｗ流动，采用Ｄｉｎｈ定向计算模型，运用分层计算方法模拟中等浓度短纤维增强塑料在注塑流动成型过程中纤维的取向状态，以多层的定向描述制品截面内的整体定向情况     

复合树脂修复牙齿楔状缺损的临床观察

Dyract复合充填料可广泛应用于临床。但临床观察显示：单靠材料的化学粘接性而不备洞容易造成充填物脱落,若制备洞型时增加机械固位力,可大大提高成功率,减少患者的复诊率。     

Investigation of rheo-diecasting mold filling of semi-solid A380 aluminum alloy slurry

The rheo-diecasting mold filling capacity and the microstructure of the semi-solid A380 aluminum alloy slurry were investigated. The results show that the mold filling capacity was strengthened with increasing pouring temperature or increasing injection pressure. Under certain process parameters, the mold cavity was fully filled. However, the mold filling capacity decreased with increasing holding time. The mold filling capacity was improved with increasing shape factor of primary α(Al) grains; however, the solid fraction and the grain size significantly increased at the same time. In addition, the microstructures along the route of the spiral samples obviously differed. The grain size decreased gradually from the near-end to the far-end, whereas the shape factor increased gradually.     

压力铸造充型过程流动与传热数值模拟的研究

为了解压力铸造的充型特点 ,基于有限差分法建立了液态金属充填型腔过程的流动及耦合传热计算的数学模型 ,使用 SOL A - VOF数值模拟技术开发了压铸充型过程流动与传热的数值模拟分析软件。分别用层流假设和 K- ε紊流模型对“弓”形型腔的充型过程的流场进行了模拟计算 ,并与压铸水模拟实验的高速摄像进行比较 ,结果表明 ,采用紊流模型能更精确地模拟压铸充型过程。最后使用所开发的模拟分析软件 ,对具有三维复杂形状的实际压铸件的充型过程的流场、温度场进行了模拟 ,并分析了充型过程中模具在型腔表面的温度变化规律 ,提出“瞬态层”的概念 ,大大缩小了计算区域 ,提高了计算效率     

半固态镁合金压铸充型过程的数值模拟研究

在考虑半固态AZ91D镁合金充型过程的压力和速度变化特征的基础上,建立了模拟计算所需要的表观黏度数学模型.采用ProCAST软件,对半固态镁合金压铸充型过程进行模拟,预测卷气、夹杂物产生的可能性,以便优化其工艺参数和工艺方案.结果表明,与全液态镁合金充型过程相比,半固态金属充型平稳,模具寿命长,铸件质量好;改变内浇道和溢流槽的设置位置和数量,还可有效地减少铸件本身内部杂质,提高铸件质量.     

农用轮胎花纹块模具设计

农用轮胎常在恶劣环境下连续工作,其花纹形状十分复杂。文章介绍了农用轮胎的特点和轮胎模具的生产流程,然后结合轮胎花纹块的铸造、抛光、机械加工等工艺要求,阐述了农用轮胎花纹块模具设计方法并导出计算公式,内容包括:径向断面的工艺尺寸设计、轴向与周向的展开与弯曲设计;提出采用Coons曲面构造出模具内腔壁曲面的方法。