鑄造過程的計算機模擬

第1章 緒論
1.1 凝固的重要性
1.2 數(shù)值計算方法與計算格式
1.3 材料凝固數(shù)值模擬系統(tǒng)
1.4 材料凝固模擬研究的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
1.4.1 計算機凝固模擬技術的發(fā)展現(xiàn)狀
1.4.2 鑄件凝固過程模擬發(fā)展趨勢
1.4.3 鑄造充型凝固過程數(shù)值模擬研究進展
1.4.4 溫度場數(shù)值模擬及收縮缺陷預測
1.4.5 微觀組織模擬
1.5 凝固模擬計算機應用的現(xiàn)狀
1.5.1計算機凝固模擬應用的現(xiàn)狀
1.5.2 計算機凝固模擬取得的成就
1.5.3 凝固模擬軟件未能快速普及的原因
1.6 凝固模擬的進一步研究和發(fā)展
參考文獻
第2章 凝固模擬前后處理技術
2.1 網(wǎng)格剖分
2.1.1 基于STL的網(wǎng)格剖分原理
2.1.2 射線穿透法與切片法的比較
2.1.3 均勻網(wǎng)格剖分程序開發(fā)
2.1.4 有限差分非均勻網(wǎng)格剖分
2.1.5 非均勻網(wǎng)格剖分的其他方法
2.1.6 非均勻網(wǎng)格剖分與均勻網(wǎng)格剖分的比較
2.1.7 特殊情況的處理
2.2 網(wǎng)格和計算結果文件顯示
2.2.1 OpenGL概述
2.2.2 STL模型的變換與顯示
2.2.3 STL對接
2.2.4 凝固進程動態(tài)顯示
2.2.5 后處理顯示問題
參考文獻
第3章 鑄造工藝CAE的計算機模擬
3.1 鑄件充型過程模擬
3.1.1 充型過程數(shù)值模擬的數(shù)學模型
3.1.2 紊流模型
3.1.3 金屬液充型過程數(shù)值模擬方法
3.2 SOLA—VOF法模擬充型過程
3.2.1 數(shù)學模型
3.2.2 計算模型的離散化
3.2.3 速度場和壓力場的計算
3.2.4 其他問題的處理
3.3流場模擬實驗驗證
3.3.1模擬軟件驗證
3.3.2標準實驗的模擬(水力模擬實驗)
3.4 充型過程流場算法的改進
3.4.1 針對界面模糊現(xiàn)象的改進
3.4.2 流體碰壁時體積函數(shù)的分配
3.4.3 提高計算效率的方法
3.4.4 模擬實際鑄件的充型過程
3.5 鑄件凝固過程中的缺陷預測
3.5.1 鑄件凝固傳熱數(shù)值模型
3.5.2 潛熱處理
3.5.3 重力鑄造下縮孔縮松的預測
3.5.4 低壓鑄造下縮孔縮松的預測
3.5.5 上曲軸箱體鑄件溫度場計算及縮孔縮松模擬
3.6 鑄件凝固過程數(shù)值模擬實例
3.6.1 支座鑄件溫度場計算及縮孔縮松模擬
3.6.2 端蓋的模擬計算分析
參考文獻
第4章 鑄造工藝CAD
4.1 鑄造工藝CAD的內(nèi)涵
4.2 冒口CAD系統(tǒng)
4.2.1 冒口的設計原則
4.2.2 設計冒口的幾種常用方法
4.2.3 冒口設計分析
4.2.4 冒口CAD系統(tǒng)的開發(fā)
4.3 澆注系統(tǒng)CAD系統(tǒng).
4.3.1 澆注系統(tǒng)設計的基本原則
4.3.2 澆注系統(tǒng)各類型及其特點
4.3.3 阻流截面的計算
4.3.4 確定澆注系統(tǒng)各組元尺寸
4.3.5 鑄鋁澆注系統(tǒng)設計
4.4 鑄造工藝CAD設計實例
4.4.1 冒口設計
4.4.2 澆注系統(tǒng)的設計
4.4.3 設計驗證
參考文獻
第5章 凝固過程微觀組織模擬
5.1 微觀組織形成的理論基礎
5.1.1 形核
5.1.2 生長
5.2 微觀組織的數(shù)值模擬方法
5.2.1 決定論方法
5.2.2 隨機論方法
5.2.3 相場法
5.3 相場模型
5.3.1 自由能函數(shù)法
5.3.2 熵函數(shù)法
5.3.3 單相二元合金相場模型
5.3.4 相場模型參數(shù)的取值
5.3.5 相場模型的初始條件和邊界條件
5.4 相場模型中的各向異性
5.4.1 界面各向異性對平衡形狀的影響
5.4.2 引入各向異性的相場模型
5.4.3 相場方程中各向異性項的離散
5.4.4 各向異性對枝晶形貌的影響
5.5 相場模型中的噪聲
5.5.1 擾動的概率分布
5.5.2 噪聲的引入方法
5.5.3 噪聲對枝晶形貌的影響
5.6 凝固過程中柱狀晶與等軸晶的轉變
5.6.1 形核模型
5.6.2 生長模型
5.6.3 網(wǎng)格剖分和微觀單元溫度的確定
5.6.4 邊界條件和初始條件
5.6.5 程序的編制
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