【正文】 ： 材料工程學(xué)院 年級專業(yè)： 2020 級材料成型及控制工程 指導(dǎo)教師： 周洪 副教授 二〇一一年六月 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘 要 I 摘 要 夾雜缺陷對鑄件產(chǎn)生嚴(yán)重破壞作用。 計算機在鑄造上的應(yīng)用和發(fā)展 我國是一個鑄造大國卻不是鑄造強國，要想成為一個鑄造強國，就必須 向鑄造強國看齊，適應(yīng) 當(dāng)代世界經(jīng)濟全球化、快節(jié)奏的趨勢，做到市場反應(yīng)快速、低成本 、 高質(zhì)量 、高效率 ，這就必須對傳統(tǒng)鑄造業(yè)進行提升 和改革 。 FLOW3D 的主要 優(yōu) 勢 ：單一軟件界面整合了所有問題的網(wǎng)格劃分、參數(shù)設(shè)置、模擬計算和后處理，通過選擇模型、選擇求解方程和求解方式 (隱式、顯式 )，實現(xiàn)全參數(shù)化控制 ； 流場仿真效果出眾，尤其是高速流動 ； 基于有限差分法的網(wǎng)格劃分， 可自動劃分網(wǎng)格并提供多組塊網(wǎng)格劃分， 操作簡單、不易出錯，并且使用了自由網(wǎng)格技術(shù)，網(wǎng)格不易失真 【 7】 。但是，在澆注系統(tǒng)安置過濾網(wǎng)也有很大局限性，首先，過濾網(wǎng)的加入不能充分發(fā)揮直澆道的液態(tài)補縮能力，鑄件工藝出品率顯著降低。除此之外， 文獻(xiàn) [13]和 [14]中 明確指出要使橫澆道具有集渣作用，其中一個必要條件是橫澆道高度必須大于內(nèi)澆口的吸動區(qū)。適用于鑄鐵的濕型小件及干型中、大件。 表 不同 橫澆道結(jié)構(gòu)形式 及尺寸 續(xù) 臺 階 式 橫澆道 長度上發(fā)生轉(zhuǎn)折，充型過程，易 發(fā)生擾動 。 本文 對上述 四種常見集渣包 （ 順齒、逆齒、離心式 、 梯形 ）和無集渣包 進行模擬仿真， 然后將設(shè)置集渣包的模擬結(jié)果與無集渣包進行對比分析。充填過程中，可觀察粒子的在橫澆道和集渣包運動情況及最終粒子在型腔和集渣包分布情況。 設(shè)置集渣包對集渣效果影響 根據(jù)第三組數(shù)據(jù) ， 集渣效率： 離心式＞梯形＞逆齒＞順齒＞無集渣包 。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) 20 參考文獻(xiàn) [1] 張毅 ， 鄔君飛 . 鋼中非金屬夾雜物的分析研究進展 [J]. 寶鋼技術(shù) ， 2020， 25(2)： 3740. 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[15] 中國機械工程學(xué)會鑄造分會 . 鑄造手冊（第五卷） qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYp Eh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 2） 忽略阻流系數(shù)影響，橫澆道截面的變化 或 彎曲 會增加 流動的 不穩(wěn)定性 ，不利于 渣團上浮 ， 渣團不易被截獲。因此 流速低、流動穩(wěn)定更有助于渣團 上浮，渣團更容易被截獲，而 截面變化及彎曲 增加充型的不穩(wěn)定性，增強紊流，不利于渣團上浮。 不同澆注系統(tǒng) 類型的 仿真過程 在仿真封閉式、半封閉、開放式三種澆注系統(tǒng)集渣過程中，可以觀察：橫澆道充滿情況；充填型腔的穩(wěn)定性或者充填速度；粒子在型腔和橫澆道的分布情況。 根據(jù)理論情況， 金屬流入 集渣包 時，斷面會突然增大，導(dǎo)致流速大大降低并在集渣包內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，渣團就會向旋轉(zhuǎn)中心集中、浮起留在集渣包頂部。本文將以幾種典型常 見 的橫澆道變化形式 【 20】 做研究，主要 包括 截面積變化、橫澆道有臺階、頂注雨淋式。其中探討的主要內(nèi)容包括澆注系統(tǒng)類型、橫澆道的結(jié)構(gòu)形式、集 渣包的使用幾方面。 另一方面影響橫澆道集渣的因素很多，不僅僅只與橫澆道自身有關(guān)，還與直、橫、內(nèi)澆道的配合 ，金屬液粘度、流速等有關(guān)。 澆注過程產(chǎn)生的夾雜 物 主要有：鋼流的二次氧化；塞頭、水口、中注管、場道磚受鋼流浸蝕或沖刷的產(chǎn)物 ；澆 包中的 熔 渣和錠模的保護渣所帶入的夾雜物。 FLOW3D 簡介 由于本課題是以 FLOW3D 仿真軟件作為 研究 基礎(chǔ)， 下面 對 FLOW3D 軟件進行 簡要介紹 。但是 無論何種鑄造方法 都無法避免一個普遍 存在的問題— 鑄件缺陷，鑄件缺陷 嚴(yán)重影響鑄件的性能，甚至導(dǎo)致 廢品，部分鑄件廢品率甚至達(dá)到 30%，這 必然加大材料的浪費，增加勞動強度，促使 生產(chǎn)成本 提高 。 關(guān)鍵字 集渣 ，橫澆道， FLOW3D，澆注系統(tǒng) 類型 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（ 論文） ABSTRACT II ABSTRACT Inclusion defects seriously damage the casting quality. In pouring process, the runner has a function to capture inclusions. To explore the effect of drag collection of runner,This paper takes % carbon steel for example, and it studies the effect of the form of runner, the type of gating system, the dirt trap on drag collection by using FLOW3D simulation software . Simulation results show that: runner residue being filled can significantly improve the collection efficiency, and the semiclosed gating system is better than the closed and the open one。 數(shù)據(jù)顯示 ， 采用計算機模擬仿真技術(shù)可以縮短產(chǎn)品試制周期的 40%，降低生產(chǎn)成本 30%，生產(chǎn)效率提高 25%【 5】 ，因此越來越多的公司加大了對計算機模擬軟件的研究，并取得了不錯的成果 。 橫澆道集渣原理 夾 雜缺陷 對鑄件的影響 鑄件中夾 雜物 對鑄件質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響，夾雜物主要是一些 非金屬氧 化物、金屬 氧化物、硫化物、硅酸鹽或氮化物等，其來源甚為復(fù)雜 。橫澆道的主要作用是向內(nèi)澆道平穩(wěn)的輸送攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒 論 4 金屬液，除此之外 它 還有一個重要作用就是儲存最初澆入的含氣和渣污的低溫金屬液并阻留渣滓，因此橫澆道又叫捕渣道。設(shè)計出研究需要的各種實驗方案，利 用 FLOW3D 進行模擬仿真， 并以粒子作為渣團， 最后將進入型腔的粒子數(shù)作為 實 驗結(jié)果。 在設(shè)計上述三種澆注 系統(tǒng)時，其中內(nèi)澆道 截面 形式為長方形 ， 截面面積 S 內(nèi)=， 查閱文獻(xiàn) [5]取 橫澆道截面為梯形，直澆道 截面 為圓形 。 集渣包的形式 很 多， 對于 不同形式的集渣 包，集渣 效果也不盡相同。 參數(shù) 基本 設(shè)置包括 Global、Physies（物理參數(shù)）、 Fluids（流體設(shè)置）、 Meshingamp。 開放式 澆注系統(tǒng)金屬液無法充滿橫澆道， 渣團無法上浮到橫澆道頂部 ， 幾乎不能起到阻渣作用 ，而封閉式澆注系統(tǒng)橫澆道可以快速充滿，集渣效果好，因此可以說橫澆道充滿對提高集渣效果具有重要作用。 總之，集渣包有利于提高集渣率，減少鑄件夾雜。 大學(xué)生活 真的是 無限精彩 ，但時間永遠(yuǎn)無法停滯，四年 一晃而過，回首走過的歲月，大學(xué) 留給我 太多的回憶，但當(dāng)我寫完這篇論文之際，也是我離別時，此時此刻我心中無限的惆悵，有千言萬語想說，但卻不知從何說起，現(xiàn)在 除了 ―感謝 ‖兩個字， 我真的不知道 說什么表達(dá)我此時此刻的感受，最后再一次向 我的老師、我的同學(xué)、我的母校 說一聲感謝 ，你們給予我太多關(guān)心、幫助、支持、鼓勵、知識，今后我一定用我的努力來回報你們，回報社 會。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ks v*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 d39。 粒子大小對集渣效果影響 根據(jù)前面的設(shè)計情況，第二組平直橫澆道和第三組無集渣包是完全相同澆注系統(tǒng)，而模擬過程粒子當(dāng)量直徑不同，從結(jié) 果可以看到粒子當(dāng)量直徑大的澆注系統(tǒng)集渣效果好，即第二組平直橫澆道集渣效果好。 橫澆道形式對集渣效果影響 從第二組數(shù)據(jù)可以看出，集渣效果：雨淋式＞平 直橫澆