钛合金发动机进气道铸造工艺优化设计

摘要

本文对AnyCasting软件的热物性参数库进行了完善，通过查阅文献资料建立了Ti-6Al-4V、ZrO2、空气等材料的热物性参数库。 针对发动机进气道铸件，应用Solidworks软件进行铸件和浇注系统的三维造型，设计了三种浇注系统，并利用AnyCasting软件进行了网格剖分，对不同浇注系统的发动机进气道的充型过程进行了模拟，分别得到了不同时刻的速度场、温度场等。 针对钛合金发动机进气道铸件的一种浇注系统，制备了氧化物陶瓷型壳，并应用水冷铜坩埚感应凝壳熔炼炉对其进行了真空离心浇注，实际浇注出了铸件。实验结果与数值模拟结果吻合，验证了利用AnyCasting软件进行浇铸系统优化设计是可行的、有效的，为节省研制时间、研制经费提供了有利的手段。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2大型复杂薄壁钛合金铸件国内外研究现状

1.2.1大型复杂薄壁铸件的基本概念及其特征

1.2.2大型复杂薄壁钛合金铸件熔模精密铸造技术

1.2.3大型复杂薄壁钛合金铸件的应用

1.3大型复杂薄壁铸件充型特点及数值模拟研究现状

1.3.1薄壁件的充型及凝固特点

1.3.2铸件充型凝固过程数值模拟国内外研究进展

1.3.3薄壁铸件充型凝固过程数值模拟国内外研究进展

1.4目前该领域存在的问题及本文的研究内容

1.4.1目前该领域存在的问题

1.4.2本文研究内容

第2章实验方法

2.1 AnyCasting铸造模拟软件的功能及特点

2.2 AnyCasting铸造模拟软件数值模拟过程

2.2.1物性参数库的完善

2.2.2有关参数的设置

2.3AnyCasting的数学模型

2.3.1充型凝固过程的数学模型

2.3.2传热问题的基本方程

2.3.3Niyama判据

2.4本章小结

第3章发动机进气道浇注系统设计

3.1前言

3.2钛合金铸件浇注系统设计原则

3.3发动机进气道的结构特点

3.4浇注系统设计及充型过程模拟

3.4.1浇注系统Ⅰ的设计及模拟

3.4.2浇注系统Ⅱ的设计及模拟

3.4.3浇注系统Ⅲ的设计及模拟

3.4.4浇注系统Ⅲ凝固过程及缺陷预测

3.5本章小结

第4章实际浇注实验

4.1前言

4.2制壳工艺

4.2.1涂料的配置

4.2.2型壳制作

4.3复杂薄壁钛合金铸件的真空离心浇注铸造工艺

4.3.1熔炼设备及工艺

4.3.2离心浇注工艺

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明和使用授权书