【正文】 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 Mu WFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qvadNuKNamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYp Eh5pDx2zVkum amp。 MuWFA5uxY7 JnD6YWRrWwc^vR9amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。A（萬(wàn)kWh）shg1Pshg1PshfPb b39。您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍 ；您 淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)和誨人不倦的高尚師德，深深地感染和激勵(lì)著我 ， 在此謹(jǐn)向 周 老師致以 最 誠(chéng)摯的感謝！ 我也非常感謝我的同學(xué)以及我的朋友，你們給予了我極大的幫助以及支持，在此向你們表達(dá)我最真誠(chéng)感謝，希望你們?cè)诮窈髮W(xué)習(xí)、工作、生活中一帆風(fēng)順，幸?？鞓?lè)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jìn)展 [J]. 寶鋼技術(shù) ， 2020， 25(2)： 3740. [2] 張紅松，張希俊，張方 . 鑄造過(guò)程計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的國(guó)內(nèi)外研究概況 [J]. 昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)：理工版， 2002， 28(2)： 5558. [3] 耿浩然 ， 田憲法 . 直澆道／橫澆道控制澆注系統(tǒng)的水模擬 試驗(yàn) [J]. 山東機(jī)械 ， 1995， 6(2)：1215. [4] 劉冠岳 . 計(jì)算機(jī)仿真和試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)在鑄造工藝設(shè)計(jì)上的應(yīng)用研究 [D]. 安徽 ： 安徽工程大學(xué) ， 2020. [5] 馬永杰 ， 劉玉瑩 . 計(jì)算機(jī)技術(shù)在鑄造生產(chǎn)工藝的應(yīng)用 [J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) ， 2020，20(01)： 6869. [6] 王智平 ， 王延露 ， 徐建林 等 . 鑄造工藝的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) [J]. 蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào) , 2020，32(02)： 24. [7] 徐琴，吳士平，薛祥 . 鑄造過(guò)程數(shù)值模擬中的網(wǎng)格技術(shù) [J]. 鑄造設(shè)備與工藝 ， 2020，4(2)： 4045. [8] 李玉慶 . 合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng) 減少夾雜缺陷 [J]. 現(xiàn)代鑄造 ， 2020， 6（ 3）： 2123. [9] 攀自田，吳和保，董選普等 . 鑄造質(zhì)量控制應(yīng)用技術(shù) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2020：1265. [10] 王寧 . 澆注系統(tǒng)對(duì)鑄鋼件質(zhì)量影響的探討 [J]. 鑄造 ， 2020， 56(1)： 8183. [11] 馮勝山 ， 陳巨喬 . 泡沫陶瓷過(guò)濾器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) [J]. 耐火材料 ， 2002， 36 (4)： 235239. [12] 楊屹 ， 蔣玉明 . 橫澆道結(jié)構(gòu)形式對(duì)集渣效效果的影響研究 [J]. 鑄造技術(shù) ， 1998， 29（ 5）：4345. [13] 李魁盛 ，王文清 . 鑄造工藝學(xué) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1989： 68480. [14] 曹文龍 . 鑄造工藝及原理 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1988： 121352. [15] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì) . 鑄造手冊(cè)（第五卷） 2） 忽略阻流系數(shù)影響，橫澆道截面的變化 或 彎曲 會(huì)增加 流動(dòng)的 不穩(wěn)定性 ，不利于 渣團(tuán)上浮 ， 渣團(tuán)不易被截獲。圖 粒子運(yùn)動(dòng)情況，其中白色粒子為渣團(tuán)，圖中可以看到當(dāng)量直徑越大上浮速度越快。在逆齒集渣包內(nèi)，流體會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流，渣團(tuán)易進(jìn)入集渣包，集渣效果較順齒好。 設(shè)置集渣包對(duì)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(wú)集渣包 。因此 流速低、流動(dòng)穩(wěn)定更有助于渣團(tuán) 上浮，渣團(tuán)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(qiáng)紊流，不利于渣團(tuán)上浮。根據(jù)公式 可知，阻力系數(shù)越小，渣團(tuán)上浮速度越快，越易截獲， 由于 阻力系數(shù) 與 雷諾數(shù)有關(guān)，紊流越強(qiáng)，雷諾數(shù)越大 ，而 澆注中流體基本是以紊流為主，液體流動(dòng)雷諾數(shù)在 104~105級(jí)，不難發(fā)現(xiàn)在雷諾數(shù) 與 阻力系數(shù)關(guān)系表 中，阻力系數(shù)變化 很小， 阻力系數(shù)相差 Δ C=103，因此在本文中，阻力系數(shù)對(duì)渣團(tuán)上浮速度影響可忽略。在整 個(gè) 仿真過(guò)程中可以觀察到粒子主要是在充型初期進(jìn)入型腔的，也就是說(shuō)在 澆注初期， 橫澆道 呈 未充滿 狀態(tài) ，粒子 無(wú)法上浮到橫澆道頂部，進(jìn)而 進(jìn)入 型腔。充填過(guò)程中，可觀察粒子的在橫澆道和集渣包運(yùn)動(dòng)情況及最終粒子在型腔和集渣包分布情況。 不同澆注系統(tǒng) 類型的 仿真過(guò)程 在仿真封閉式、半封閉、開(kāi)放式三種澆注系統(tǒng)集渣過(guò)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。 FLOW3D 軟件利用有質(zhì)量粒子作為渣團(tuán)， 粒子 設(shè)置如圖 所示 ，主要包括粒子類型（ particle type）、粒 子大小及密度（ size and density）、初始條件（ initialization）、物理性質(zhì) (properties)、自由表面的相互作用 (free surface interaction)、粒子列表（ particle list）。若網(wǎng)格尺寸太大會(huì)使三維 幾何 圖產(chǎn)生缺失，從而無(wú)法得到準(zhǔn)確結(jié)果 。 本文 對(duì)上述 四種常見(jiàn)集渣包 （ 順齒、逆齒、離心式 、 梯形 ）和無(wú)集渣包 進(jìn)行模擬仿真， 然后將設(shè)置集渣包的模擬結(jié)果與無(wú)集渣包進(jìn)行對(duì)比分析。 根據(jù)理論情況， 金屬流入 集渣包 時(shí)，斷面會(huì)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(tuán)就會(huì)向旋轉(zhuǎn)中心集中、浮起留在集渣包頂部。 根據(jù)理論知識(shí)， 順齒形集渣包，流體 經(jīng) 過(guò)集渣包時(shí)， 渣團(tuán)因上浮被集渣包所捕獲停留在其中，能起到一定的集渣效果。 集渣包設(shè)計(jì) 集渣包是橫澆道上被局部加高、加大的部分，顧名思義集渣包 即用于收集 渣團(tuán)粒子 ， 它的主要作用就是收集橫澆道內(nèi)上浮的夾雜物。 表 不同 橫澆道結(jié)構(gòu)形式 及尺寸 續(xù) 臺(tái) 階 式 橫澆道 長(zhǎng)度上發(fā)生轉(zhuǎn)折，充型過(guò)程，易 發(fā)生擾動(dòng) 。本文將以幾種典型常 見(jiàn) 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(tái)階、頂注雨淋式。 開(kāi)放式 ： 澆口比 S 內(nèi) ： S 阻 ： S 橫 ： S 直 =2： ： 2： 1=： ： ： ,經(jīng)計(jì)攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 8 算 直澆道 截面 直徑 d=16mm,整個(gè)澆注系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)及 相關(guān) 尺寸 詳 見(jiàn) 表 。 半封閉是 介于 封閉 式澆注系統(tǒng) 于開(kāi)放 式澆注系統(tǒng) 之間的 另 一種澆注系統(tǒng) 類型 ， 它以 橫澆道截面 積 最大，充型時(shí)仍充滿狀態(tài)，但較封閉式晚，充型較封閉平穩(wěn)，卷氣較少，比較適用易氧化的金屬 [8,11]。適用于鑄鐵的濕型小件及干型中、大件。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。 根據(jù)橫澆道的集渣原理，可知在內(nèi)澆口 與 直澆道之間需存在一定的距離，才能使渣團(tuán)有時(shí)間上浮，這是集渣的前提條件 ，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證這個(gè)最小距離。鑄件材料為 %碳鋼（ 液態(tài) 密度 ρ=），鑄件的質(zhì)量為 。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(gè)必要條件是橫澆道高度必須大于內(nèi)澆口的吸動(dòng)區(qū)。 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)。若橫澆道與內(nèi)澆口高度設(shè)計(jì)不當(dāng)，渣團(tuán)就容易進(jìn)入型腔，如圖 （ b）為設(shè)計(jì)不良的橫澆道。 橫澆道是位于內(nèi)澆口和直澆道之間的中間通道，它有效的將內(nèi)澆道與直澆道連接起來(lái)， 是 澆注系統(tǒng)最重要的 組元 。但是，在澆注系統(tǒng)安置過(guò)濾網(wǎng)也有很大局限性，首先，過(guò)濾網(wǎng)的加入不能充分發(fā)揮直澆道的液態(tài)補(bǔ)縮能力，鑄件工藝出品率顯著降低。 澆注過(guò)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(chǎng)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(hù)渣所帶入的夾雜物。 冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的渣團(tuán)主要有鋼渣、高爐渣。針對(duì)本課題研究，主要 采 用重力砂型鑄造 。 FLOW3D 的主要 優(yōu) 勢(shì) ：?jiǎn)我卉浖缑嬲狭怂袉?wèn)題的網(wǎng)格劃分、參數(shù)設(shè)置、模擬計(jì)算和后處理，通過(guò)選擇模型、選擇求解方程和求解方式 (隱式、顯式 )，實(shí)現(xiàn)全參數(shù)化控制 ； 流場(chǎng)仿真效果出眾，尤其是高速流動(dòng) ； 基于有限差分法的網(wǎng)格劃分， 可自動(dòng)劃分網(wǎng)格并提供多組塊網(wǎng)格劃分， 操作簡(jiǎn)單、不易出錯(cuò)，并且使用了自由網(wǎng)格技術(shù)，網(wǎng)格不易失真 【 7】 。 FLOW3D 簡(jiǎn)介 由于本課題是以 FLOW3D 仿真軟件作為 研究 基礎(chǔ)， 下面 對(duì) FLOW3D 軟件進(jìn)行 簡(jiǎn)要介紹 。 利用模擬軟件對(duì)設(shè)計(jì) 的工藝進(jìn)行模擬仿真 ， 可以觀察到產(chǎn)品的缺陷，以便 去改進(jìn) 工藝 ，最終得到較理想的 生產(chǎn)工藝 。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒 論 2 模擬軟件應(yīng)用的意義 數(shù)值模擬是計(jì)算機(jī)在鑄造上的重要應(yīng)用之一。 計(jì)算機(jī)在鑄造上的應(yīng)用和發(fā)展 我國(guó)是一個(gè)鑄造大國(guó)卻不是鑄造強(qiáng)國(guó)，要想成為一個(gè)鑄造強(qiáng)國(guó)，就必須 向鑄造強(qiáng)國(guó)看齊，適應(yīng) 當(dāng)代世界經(jīng)濟(jì)全球化、快節(jié)奏的趨勢(shì)，做到市場(chǎng)反應(yīng)快速、低成本 、 高質(zhì)量 、高效率 ，這就必須對(duì)傳統(tǒng)鑄造業(yè)進(jìn)行提升 和改革 。但是 無(wú)論何種鑄造方法 都無(wú)法避免一個(gè)普遍 存在的問(wèn)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(fèi)，增加勞動(dòng)強(qiáng)度，促使 生產(chǎn)成本 提高 。 在古代 時(shí)侯， 我國(guó)就 已經(jīng) 能用鑄造方法生產(chǎn)出很多 鑄造產(chǎn)品 ，如耕地的犁 、 鋤、鐮以及一些兵器等。仿真 結(jié)果表明：橫澆道充滿可以明顯提高集渣效率 ，半封閉式澆注系統(tǒng) 比封閉式和開(kāi)放式 集渣效果好； 忽略阻力系數(shù)的影響， 橫澆道橫 截面的變化及彎曲 不利于提高集渣效果，其中雨淋式集渣效果最好 ； 橫澆道上設(shè)置集渣包有利于提高集渣效 率 ，其中離心式集渣包集渣效果最好。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 FLOW3D 仿真 的橫澆道 集渣效果研究 學(xué)生姓名： 王 彬 伍 學(xué)生學(xué)號(hào)： 202020102020 院（系）： 材料工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 2020 級(jí)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(jì)（論文） 摘