局所繊維強化鋳造法における湯流れのコンピュータシミュレーション

局部纤维增强铸造法熔体流动的计算机模拟

• 批准号: 05750659
• 负责人: 朱 金東
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750659/
• 关键词: 局所繊維強化金属; 低圧鋳造法; コンピュータシミュレーション; プリフォーム; ダルシー流れ; 湯流れ; 凝固; 低融点合金

1.緒言:薄肉鋳物の金型鋳造や、繊維強化複合金属を鋳造法により製造する場合、金型、プリフォームの予熱温度、鋳込み温度ならびに注湯速度の不適切で溶湯がプリフォームまたは金型を完全充満する前に凝固してしまうことがある。そこで本研究では上記の湯流れ・凝固現象をシミュレートできるコンピュータシミュレーションプログラムを開発することを試みた。計算モデルの妥当性を検証するため、低圧鋳造法を用いてSn-15%Bi低融点合金のプリフォーム、金型への充てんおよび充てん中の凝固過程を観測し、その結果と計算結果を比較検討した。2.本研究で開発したシミュレーションモデルの特徴:(1)プリフォームの性質、鋳造条件によって充てんがかなり進んだ段階でも溶湯温度とプリフォームの温度は必ずしも一致しないことを想定し、プリフォームが配置されている分割要素(また複合要素と呼ぶ)に対して溶湯温度、プリフォーム温度を別々に定義し、それぞれの熱エネルギー保存則から温度計算のための直接差分式を導出した。(2)固液共存域内の液相流れをダルシー流れとし、また外部からの加圧力が内部のダルシー抵抗、自由表面張力を克服できなくなる時点を充てんの停止時刻とする。そうすることによって従来の固液共存域内の液相の流れ易さを見かけ粘度でシミュレートする方法より、計算精度が向上することが期待できる。3.計算モデル妥当性の検証金型およびプリフォームへのSn-15%Bi低融点合金の充てん挙動、充てん中の凝固および凝固の進行による充てんの停止など、実験結果とかなり一致した計算結果が得られた。

1.Introduction: Thin-thin metal alloys, gold-type manufacturing methods, and manufacturing methods for dimensional-reinforced composite metals. Occasions, metal molds, and preheating temperatures of metal molds.鋳込みTemperatureならびにInjection speed is not appropriateでSoup meltingがプリフォームThe gold-shaped または gold type を is completely filled with the するfront に solidified してしまうことがある.そこでThis study is based on the の水流れ・Condensation phenomenon をシミュレートできるコンピュータシミュレーションプログラムを开発することをtrialみた. Calculation of the validity of the material and the low-pressure manufacturing method using the Sn-15% Bi low melting point alloyーム、Gold typeへのchargeてんおよびchargeてん中のsolidification processを観measurementし、そのRESULTSとCalculation resultsをComparison検 Discussionした. 2. The main characteristics of this study are: (1) The properties and manufacturing conditions of the original material.てcharge てんがかなり入んだstep でもSoup temperature とプリフォームのtemperature は必ずしも unanimous しないことをscenario し,プリフォームがconfigurationされているdivided element (またcomposite elementとcallぶ)に対してsoup temperature,プリフォームTemperature is defined and stored, and temperature is calculated using direct differential formula. (2) The liquid-phase flow in the solid-liquid coexistence domain is the liquid-phase flow and the pressure is added to the outside and the inside isのダルシーResistance, free surface tension をovercomeできなくなる时点をchargeてんのstop momentとする.そうすることによって従来の Liquid phase in the solid-liquid coexistence domain の flow れ easy さ を 见 か け stick The degree of accuracy is the same as the method and the calculation accuracy is the same as the expected accuracy. 3. Calculate the validity of the モデル の検 securities gold type およびプリフォームへのSn-15%Bi low melting point alloy のcharge and chargeてん中の solidification および solidification の progress によるcharge てんのstop など, 実験 result とかなり coincident したcalculation result がget られた.

项目成果

JinDong ZHU and Itsuo OHNAKA: "Computer Simulation of Mold Filling in Partially-Reinforced Casting" THE THIRD WORLD CONGRESS ON COMPUTATIONAL MECHANICS. 3. (1994)

朱金东和大中五雄：“部分强化铸造中模具填充的计算机模拟”第三届世界计算力学大会。