| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 致谢 | 第7-14页 |
| 第一章 绪论 | 第14-25页 |
| 1.1 发动机缸体、缸盖的铸造工艺技术概论 | 第14-18页 |
| 1.1.1 发动机缸体、缸盖铸件的特点 | 第14-15页 |
| 1.1.2 缸体、缸盖的材质、熔炼及孕育处理 | 第15-16页 |
| 1.1.3 发动机缸体、缸盖铸造工艺的发展概况 | 第16-18页 |
| 1.2 发动机缸体、缸盖铸造发展趋势 | 第18-19页 |
| 1.3 铸造成型在数值模拟中应用发展概况 | 第19-21页 |
| 1.3.1 国外发展概况 | 第19-20页 |
| 1.3.2 国内发展概况 | 第20页 |
| 1.3.3 铸造模拟发展方向 | 第20-21页 |
| 1.4 课题的来源及意义 | 第21-22页 |
| 1.5 课题工作的内容与关键问题 | 第22-25页 |
| 1.5.1 研究的主要内容 | 第22-23页 |
| 1.5.2 研究所要解决的问题与预期效果 | 第23页 |
| 1.5.3 关键问题 | 第23-25页 |
| 第二章 重力铸造充型过程数值模拟理论 | 第25-33页 |
| 2.1 充型过程的流体力学基础与计算公式 | 第25-27页 |
| 2.1.1 流体的定义 | 第25-26页 |
| 2.1.2 粘性流体流动的基本方程 | 第26-27页 |
| 2.2 边界条件与自由表面的处理方法 | 第27-28页 |
| 2.2.1 边界条件 | 第27-28页 |
| 2.2.2 自由表面的处理方法 | 第28页 |
| 2.3 充型过程数值模拟的常用方法 | 第28-29页 |
| 2.3.1 SIMPLE 算法 | 第28-29页 |
| 2.3.2 MAC 技术 | 第29页 |
| 2.3.3 SOLA-VOF 方法 | 第29页 |
| 2.4 SOLA-VOF 法在铸造充型过程数值模拟中的应用 | 第29-31页 |
| 2.4.1 SOLA-VOF 数学模型 | 第30页 |
| 2.4.2 用SOLA 法求解速度场和压力场 | 第30-31页 |
| 2.4.3 充型过程温度场的计算 | 第31页 |
| 2.5 充型过程紊流的数值模拟 | 第31-33页 |
| 2.5.1 紊流模拟的数值计算方法 | 第31-32页 |
| 2.5.2 K-ε的紊流模型 | 第32-33页 |
| 第三章 重力铸造凝固过程数值模拟理论 | 第33-41页 |
| 3.1 凝固过程数值模拟传热学基础 | 第33-34页 |
| 3.1.1 热传导 | 第33-34页 |
| 3.1.2 对流换热 | 第34页 |
| 3.1.3 辐射换热 | 第34页 |
| 3.2 传热方程的有限差分解法 | 第34-36页 |
| 3.2.1 热传导解析常用数值计算方法 | 第35页 |
| 3.2.2 各种数值解析法的比较 | 第35-36页 |
| 3.2.3 有限差分方程的建立 | 第36页 |
| 3.3 初始、边界条件及潜热处理 | 第36-37页 |
| 3.3.1 初始条件和边界条件 | 第36-37页 |
| 3.3.2 潜热处理 | 第37页 |
| 3.4 提高计算效率 | 第37-39页 |
| 3.4.1 非均匀空间步长 | 第38页 |
| 3.4.2 非均匀时间步长 | 第38-39页 |
| 3.5 铸造凝固过程铸件缩松、缩孔的形成与预测 | 第39-41页 |
| 3.5.1 缩孔、缩松的形成机理 | 第39页 |
| 3.5.2 缩孔、缩松的预测 | 第39-41页 |
| 第四章 发动机缸体浇注系统的设计与优化 | 第41-52页 |
| 4.1 发动机缸体的几何特征与三维建模 | 第41-43页 |
| 4.2 浇注系统设计的传统理论 | 第43-45页 |
| 4.2.1 内浇道最小截面积的确定 | 第43-44页 |
| 4.2.2 浇注系统各组元截面积的比例 | 第44页 |
| 4.2.3 浇注方式的选择 | 第44-45页 |
| 4.2.4 浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道的尺寸形状的确定 | 第45页 |
| 4.3 大孔进水技术的浇注系统设计方法 | 第45-46页 |
| 4.3.1 最小断面及内浇口截面积的确定 | 第45-46页 |
| 4.3.2 浇注时间的确定 | 第46页 |
| 4.3.3 浇注系统各组元截面积之比的确定 | 第46页 |
| 4.4 缸体浇注系统的优化设计 | 第46-51页 |
| 4.4.1 缸体浇注系统的优化设计的初始方案 | 第46-49页 |
| 4.4.2 浇注系统优化设计的改进方案 | 第49-51页 |
| 4.5 发动机缸体铸造工艺参数的设计 | 第51-52页 |
| 第五章 发动机缸体铸造模拟在软件中的实施与关键问题处理 | 第52-62页 |
| 5.1 有限元软件 PATRAN 和铸造模拟软件 ProCAST 的简介 | 第52-54页 |
| 5.1.1 有限元软件MSC.Patran 简介 | 第52-54页 |
| 5.1.2 铸造模拟软件ProCAST 简介 | 第54页 |
| 5.2 UG、PATRAN 及 ProCAST 软件接口的处理 | 第54-55页 |
| 5.3 发动机缸体铸件的网格划分 | 第55-57页 |
| 5.3.1 有限元网格剖分原理 | 第55页 |
| 5.3.2 应用Patran 对铸件进行网格 | 第55-57页 |
| 5.4 发动机缸体铸造过程模拟在 ProCAST 中的前处理 | 第57-60页 |
| 5.4.1 铸件有限元网格文件的导入 | 第57-58页 |
| 5.4.2 铸造工艺在软件中的表述 | 第58-60页 |
| 5.4.3 运行参数的设置 | 第60页 |
| 5.5 模拟运算 | 第60-62页 |
| 第六章 发动机缸体铸造模拟结果及分析对比 | 第62-79页 |
| 6.1 充型过程的模拟结果与分析 | 第62-68页 |
| 6.1.1 充型过程模拟结果描述与初步分析 | 第62-66页 |
| 6.1.2 充型过程速度场的对比分析 | 第66-68页 |
| 6.2 凝固过程的模拟结果与分析 | 第68-73页 |
| 6.2.1 凝固初始的温度场模拟结果与对比 | 第68-69页 |
| 6.2.2 固相分数与凝固时间的比较 | 第69-71页 |
| 6.2.3 凝固时间及关键部位凝固时温度的变化 | 第71-73页 |
| 6.3 缩孔宿松的预测 | 第73-75页 |
| 6.4 方案三重力铸造的紊流模拟 | 第75-77页 |
| 6.5 模拟结果的对比总结 | 第77-79页 |
| 第七章 论文总结与展望 | 第79-82页 |
| 参考文献 | 第82-86页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 | 第86-87页 |
