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压铸模流分析案例

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发表于 2006-2-10 12:17:38 | 只看该作者
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論文交流一 (參考7樓)

                薄板型腔高压充型行为的水流与计算机模拟

摘要:应用Flow3D软件对高压水流快速充型的过程进行了计算机模拟,并在相同条件下采用1000-2000帧/s照片的高速摄影方法,对着色高速水流在透明的丙烯酸玻璃为材料制成的模具薄板型腔中的充型过程进行了拍摄,二者结果一致。显示了计算机模拟方法研究流体高压充型行为的可行性。应用同样的计算机模拟方法探讨了几种情况下的浇口、溢流槽、型腔形状与位置对其充型行为的影响。其结果对高压铸造铝、镁合金工艺参数设计具有重要参考意义。
Experiments and computer simulation for thin plate mould filling in high pressure with flowing water
Abstract:Through applying the program flow3D,the simulation for the process of mould filling has been made with flowing water at high pressure and speed.The filling process of colored flowing water were filmed in the thin plate shipped die,which was made from acrylic glass,with a high speed camera taking between 1000-2000 pictures per second on the same condition.The results show good coincident,andproved that computer simulation is feasible to study the mould-filling behavior at high pressure.The influence of the geometry and position of gate,overflows,die cavity on the mould filling process was discussed on the different conditions by the means of simulation.The results haveimportant significance to the process parameters,design of aluminum and magnesium in the high-pressure die-casting.





 铝、镁合金压铸件最小壁厚现已分别能够达到2.5-3.5mm和1.0-2.0mm的技术水平,因此用这些合金制造一些薄壁件如车门和其它壳类零件已成为未来汽车工业发展的重要产品[1].由于压铸设备昂贵,工艺复杂,加之模具不透明,无法直接观察金属的充型过程,因此水流和计算机模拟对其工艺参数设计具有重要指导意义。
  目前对薄板压力充型过程的研究还不多,不当的工艺参数将会导致卷入气体等铸造缺陷在工件的重要部位形成,造成整个零件使用性能的严重恶化。本工作旨在用着色高速水流在透明的丙烯酸玻璃为材料制成的模具薄板型腔中的充型过程的拍摄结果来验证计算机模拟的正确性,进而再由计算机模拟结果来探索水流薄板充型过程工艺参数的影响,这将对探讨高压铸造铝、镁合金薄板型腔充型过程工艺参数的选择具有重要参考意义。
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[ 本帖最后由 markchan 于 2006-2-10 22:21 编辑 ]
22
发表于 2006-2-10 12:20:13 | 只看该作者
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論文交流一 (參考7樓)

                薄板型腔高压充型行为的水流与计算机模拟


1 计算模型与结果
  水和熔融金属液体在流动过程中的体积几乎不发生变化,可视为不可压流体。对于粘性不可压流体,取粘度系数为常数,其流动将遵循纳维-斯托克斯(Navier-Stokes)方程[2]与连续性方程,二者联立如下。
  (1)
  (2)
式中 ρ为密度;τ为时间;ω为速度矢量;ωx、ωy、ωz分别为w在x、y、z三个方向上的矢量;p为力,gradp为力梯度;μ为流体的动力粘度。将压压速度矢量w分别用其分量ωx、ωy、ωz代替式(1),将包含三个分量方程,与连续方程(2)一起构成数学“封闭”方程组,可以用来连解不可压流的u、v、ω和p四个未知数。
  以150mm高,100mm宽,2mm厚的薄板为例。选择其浇口尺寸为45mm宽,2mm厚。由于薄板与浇口厚度相同,因此其充型过程可视为二维数值模拟的问题来计算。图1是应用FLOW3D数值模拟和用着色高速水流(v=16m/s)在透明的丙烯酸玻璃为材料制成的相同尺寸模具薄板型腔中的数值模拟与拍摄速度达1000-2000帧/s照片的高速摄影结果。图中清晰地展示了液流低压力区(液流转弯处)的形成轨迹和最后漩涡形成的位置。
  由图1可见,数值模拟与测试结果吻合的较好,这说明计算机数值模拟是研究高压力充型过程的有效方法,应用计算机数值模拟方法既可节省材料消耗,降低试验成本,又可充分发挥人的想象能力,探索一切可能的压力铸造工艺设计方案。图2-3是在薄板上部和两侧增加设计了溢流槽和改变浇口宽度对流体(v=8.6m/s)漩涡形成的影响,由图2可见,流体漩涡首先在薄板上部溢流槽中形成,这可以减少试样中的部分卷入气体和夹杂。因为流体中卷入的气体和夹杂总是处于液流的前端,止于这些所形成的漩涡处。薄板两侧的溢流槽在45mm宽浇口时只能部分的吸引卷入的气体和夹杂,但当浇口宽度增加至板宽时(见图3),可致使漩涡全部形成于薄板上部和两侧的溢流槽中,最有效地减少了卷入的气体和夹杂。图4是带有型芯的圆形薄板充型情况(v=8.6m/s)。其中型腔直径为140mm,型芯直径为45mm,板厚仍然为2mm,浇口还是45mm.由图4可清晰地看到,受型芯的影响,在流体中产生四个明显漩涡,并以漩涡为中心形成四个低压力区。(待續)

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[ 本帖最后由 markchan 于 2006-2-10 12:26 编辑 ]
23
发表于 2006-2-14 19:41:01 | 只看该作者
論文交流一 (參考7樓)

                薄板型腔高压充型行为的水流与计算机模拟



有几张图片要花点时间,过两天传完
24
发表于 2006-2-22 18:05:12 | 只看该作者
論文交流一 (參考7樓)

                薄板型腔高压充型行为的水流与计算机模拟

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25
发表于 2006-2-22 18:06:44 | 只看该作者
論文交流一 (參考7樓) THE END

                薄板型腔高压充型行为的水流与计算机模拟

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26
发表于 2006-2-25 08:52:34 | 只看该作者
流道分析
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发表于 2006-2-25 09:09:53 | 只看该作者
FLOW3D9.1版正式發布!  -------歡迎升級

[ 本帖最后由 markchan 于 2006-3-10 23:45 编辑 ]
28
发表于 2006-2-28 15:22:36 | 只看该作者
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[ 本帖最后由 markchan 于 2006-3-1 10:42 编辑 ]

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发表于 2006-3-1 08:34:27 | 只看该作者
TO 正版用戶:歡迎升級9.1版(一年內免費再升級)


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[ 本帖最后由 markchan 于 2006-3-6 13:14 编辑 ]

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30
发表于 2006-3-6 13:23:05 | 只看该作者
鑄造項目合作
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