铸件凝固温度场计算机实测验证及提高精度的方法

针对铸件凝固温度场的计算机采集及测试精度中所遇到的一些常见而又难以解决的技术问题作了有益的探讨及尝试,解决了凝固温度场的计算机采集中易受干扰、数据精度不高等难题。为主课题－凝固温度场数值模拟提供了准确的验证实例。     

铸件凝固二维温度场的计算机模拟

本文根据铸件凝固时的传热数学模型,选取了双向交替隐式格式(ADI)有限差分法作为铸件凝固温度场的模拟计算方法。由此,利用 FORTRAN 语言在中型计算机 VAX-11/780上编制了一套任意截面形状铸件温度场模拟计算通用程序和一套铸件浇注、凝固仿真通用程序。并对国内未曾报道的呋喃树脂自硬砂的导热系数值进行了测定。运行通用程序得出的模拟计算结果与实测结果符合得较好。     

铸件凝固三维温度场的计算机模拟

本文在论述采用隐式方法进行铸件凝固进程数值模拟的基础上,编制了铸件凝固温度场三维数值模拟计算程序。通过理论计算和实测结果的比较,得出三维数值模拟计算具有较好的精确度。三维模拟计算与二维模拟计算的结果相比较说明,开发三维凝固温度场解析程序是十分必要的。最后,本文提出了在前人基础上继续探索更实用数值方法的重要性。同时指出热应力场的数值模拟是今后研究的发展方向。     

用交替方向隐式迭代法计算铸件凝固过程的温度场

为了提高薄壁、复杂铸件凝固过程数值模拟时的计算速度,将整个计算域分为砂型和铸件两个分区,用显式差分格式计算砂型中的温度场,用交替方向隐式迭代法计算铸件中的温度场;基于热焓法,采用源项线性化技术处理凝固潜热,以提高铸件温度场的收敛速度,采用变时间步长以提高铸件温度场的计算效率。通过一个算例,证实本算法可提高薄壁铸件凝固过程数值模拟的计算效率。     

软件补偿技术在铸件凝固温度场测试中的应用

论述了在测试温度场分布中用计算机软件修正其测试误差的方法以及进一步提高测试精度的方法，并论述了这种修正方法的实际意义。     

镁合金凝固过程的温度场模拟

文章主要利用傅立叶传热方程以及相应的初始条件、边界条件,采用直接差分的方法,用C程序语言编写程序软件对镁合金的二维凝固过程的宏观温度场进行模拟,并且对凝固过程的宏观温度场的变化过程做出了动态演示。     

铸件凝固进程数值模拟计算误差分析

以数值分析为手段研究了铸件凝固进程数值模拟计算误差的变化规律．研究表明：凝固数值模拟计算误差随网格尺寸的减小而减小，但时间步长对计算误差影响不大．凝固数值模拟结果（温度、固相率、液固界面位置等）存在波动现象，其产生原因是在凝固潜热计算中采用了温度回补法．     

基于AutoCAD的铸件凝固温度场数值模拟

采用AutoCAD二次开发工具AutoLISP编写了铸件凝固温度场数值模拟程序.界面具有与AutoCAD相同的风格,具有方便用户使用的菜单和对话框,集前处理、温度场求解和后处理于一体,避免了AutoCAD和其他计算软件之间的数据传递和转换,提高了工作效率.实例计算结果表明,本程序能有效地模拟铸件凝固过程中温度场的变化情况.     

熔模铸件凝固收缩流动过程的数值模拟

本文在考虑了由于凝固收缩而引起的液相流动后针对回转体类熔模铸件的凝固过程进行了数值模拟研究,探讨了熔模铸件的凝固界面、空单元界面的移动和凝固过程中的流速场,并直接模拟求得了熔模铸件内部的孔隙率分布。     

COMPUTER SIMULATION OF TWO-DIMENSIONAL TEMPERATURE FIELD FOR CASTING SOLIDIFICATION

Based on the mathematical model of Fourier Heat Conductivity Equations, this paper firstchooses an alternating-direction-implicit (ADI) type of finite difference method as the numericalcalculation method which is absolutely convergent and stable for time steps of any size when usedto calculate the temperature field. Then, the generalized programs are designed with FORTRANlanguage which can be used to calculate two-dimensional temperature field of casting solidificationof cast steel or cast iron for any shape. The calculated results about their solidification tendencyobtained from the above programs are found in good agreement with the experimental ones. Inaddition, we have measured the thermal properties of the furane resin sand which is the mouldingmaterial to make steel ingot moulds.     

定向凝固固-液界面温度场数学模型

作者在广泛研究国内外定向凝固温度分布数学模型的基础上,从温度和时间,温度和凝固距离的物理概念出发,运用近代凝固理论和数学方法,建立了定向凝固固-液界面温度场的偏微分方程,并严格的求解,获得了固-液界面温度场的数学模型,通过此数学模型可以求出一系列的凝固热参数,即温度梯度G,凝固速率R,冷却速态V,固-液界面特征温度T_c。     

灰铸铁件手弧焊接温度场的数值模拟

应用有限元方法建立了灰铸铁件手弧焊接温度场的数学模型,对灰铸件焊接温度场和热循环进行了分析。结果表明焊后初期冷却速度很快(约380℃/s),温度梯度较大,接头在焊补温度场中经历一个复杂的不均匀快速加热和冷却过程,从而产生非协调应变,易发生裂纹等缺陷。     

矿井火灾烟流温度场及浓度场的数值模拟

以化学流体力学理论为基础，对矿井巷道条件加以简化，建立了描述矿井火灾烟流流动的微分方程组及求解此方程组的差分方程组，对ＳＩＭＰＬＥ算法进行了改进，提出了全断面压力校正方法。     

一类特殊的体温场

提出了体温场的一种数学表达式，讨论了一类特殊体温场，研究了体温场与其相应特殊体温场间的关系。     

电磁场对铸轧板织构和力学性能的影响

采用三维取向分布函数（ＯＤＦ）研究了电磁场对铸轧板织构和力学性能的影响．结果表明，施加电磁场的铸轧带坯与通常添加铝－钛－硼变质剂的铸轧带坯间存在一定的织构差异．将上述７．４ｍｍ厚的带坯冷轧成１．０ｍｍ的成品板经３６０℃（１ｈ）退火处理后，电磁铸轧板较易获得立方织构与加工织构的组合，其深拉性能明显优于通常添加铝－钛－硼丝的铸轧板．此外，还讨论了铸轧板织构的形成机理．     

球墨铸铁件凝固过程三维数值模拟

根据卡赛提出的球墨铸铁件补缩原理,本文对球墨铸铁件凝固过程中的体积变化进行直接数值模拟,将模拟结果换算整理成铸件表现密度与浇注结束后时间的关系曲线,按此曲线,可根据冒口颈封闭时间来判断收缩缺陷的有无及严重程度。数值计算中考虑了共晶前期的温度回升、铸件和铸型间的紧密接触、二次收缩和铁水回流等球墨铸铁件的特有现象。对于试样中的收缩缺陷的程度和位置,数值模拟结果与实验结果基本符合。