消失模铸造充型过程模拟仿真及关键技术研究

《消失模铸造充型过程模拟仿真及关键技术研究》是一篇探讨消失模铸造过程中金属液充型行为的学术论文。该论文旨在通过数值模拟的方法，分析和优化消失模铸造中的充型过程，从而提高铸件的质量和生产效率。论文结合了计算流体力学、材料科学以及铸造工艺等多个领域的知识，为消失模铸造技术的发展提供了理论支持和技术指导。

消失模铸造是一种利用泡沫塑料模型代替传统砂型的铸造方法，具有成型精度高、结构复杂、生产效率高等优点。然而，在实际生产中，由于泡沫模型在高温下的气化过程以及金属液的流动特性，容易导致气孔、冷隔等缺陷，影响铸件的质量。因此，对充型过程进行准确的模拟与分析显得尤为重要。

论文首先介绍了消失模铸造的基本原理及其在工业中的应用现状，分析了当前存在的问题与挑战。随后，作者构建了一个基于有限体积法的数值模型，用于模拟金属液在消失模铸造过程中的流动行为。模型考虑了多个关键因素，如金属液的粘度、温度变化、气化产物的扩散以及泡沫模型的热分解过程等。

在模拟过程中，作者采用了多相流模型来描述金属液与气体之间的相互作用，并引入了湍流模型以更真实地反映实际流动状态。此外，论文还讨论了边界条件的设置、网格划分策略以及求解算法的选择，这些因素都会对模拟结果的准确性产生重要影响。

通过对不同工艺参数的仿真分析，论文揭示了充型过程中金属液流动路径、填充速度以及温度分布的变化规律。研究结果表明，合理的浇注系统设计、适当的浇注温度以及合理的泡沫模型结构可以有效改善充型质量，减少缺陷的发生。同时，论文还提出了优化充型过程的具体建议，如采用分阶段浇注、调整泡沫模型密度等措施。

除了数值模拟，论文还进行了实验验证，通过实际铸造试验对比了模拟结果与实验数据。实验结果表明，数值模拟能够较为准确地预测金属液的充型行为，验证了模型的有效性和可靠性。这为后续的工艺优化和工程应用提供了有力的支持。

在关键技术研究方面，论文重点探讨了消失模铸造中泡沫模型的热分解行为及其对金属液流动的影响。研究发现，泡沫模型在高温下的分解会产生大量气体，这些气体不仅会影响金属液的流动，还可能造成铸件内部的气孔缺陷。因此，论文提出了一些控制泡沫分解速率的方法，如调整泡沫材料的组成、优化加热速度等。

此外，论文还分析了金属液的凝固过程及其对铸件质量的影响。通过模拟金属液的冷却和凝固行为，作者发现合理的冷却速度和温度梯度有助于提高铸件的致密性和机械性能。这一研究结果对于优化铸造工艺、提高产品质量具有重要意义。

综上所述，《消失模铸造充型过程模拟仿真及关键技术研究》是一篇具有较高学术价值和实用意义的论文。它不仅深入探讨了消失模铸造中的充型过程，还提出了多项关键技术改进方案，为相关领域的研究和应用提供了重要的参考依据。随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，未来在消失模铸造领域将会有更多创新性的研究成果出现。