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模具温度控制凝固英文文献和中文翻译

时间:2017-11-08 20:39来源:毕业论文
摘要:介绍了柱状成型零件的模具温度控制凝固的有限元方法。考虑潜热并且通过使用发达的有限元软件进行了潜热分析。数值模拟与实验数据之间的相对误差小于6%,、三个MTCS情况用
摘要:介绍了柱状成型零件的模具温度控制凝固的有限元方法。考虑潜热并且通过使用发达的有限元软件进行了潜热分析。数值模拟与实验数据之间的相对误差小于6%,、三个MTCS情况用这个方法计算。第一种情况是只在模具底部开放冷却道。第二种情况是单独控制,用七个控制点分开七组冷却通道。当温度控制点达到400℃的预设值,相应的通道将被打开。第三种情况是同时打开所有冷却通道。结果表明,在第二种情况下,固液界面保持接近平面。固液界面的增长速度是0.3−0.4 mm/s,比第一种情况下大0.1−0.3 mm,效果也比其他两种更加好。因此可以用模具控制温度来改善内部零件的成型质量和效率,数字模型生效了。MTCS数值模拟对缺陷的改善和晶体质量提供了先进的调查工具。15001
关键词:模具温度控制凝固  数值模拟  固液界面  柱状零件
1.介绍
在加热过程中,比如凝固过程中模具温度是影响熔点、速度、流动性和设置时间的一个重要因素。在整个成型过程中基于实时状态模具温度控制成形采用人工智能的方法来控制模具温度,从而改善工件的质量。工件在模具温度控制凝固(MTCS)过程中必须准确获得液体和固体的阶段,从而研究模温成形的状态和控制参数之间的温度。在本文中,介绍了柱状零件的MTCS过程的数值模拟有限元方法。考虑到潜热就进行三维瞬态传热分析。MTCS情况下数值模拟可以提供关于MTCS智能控制的技术和知识的先进调查工具。

2.物理模型
    图1说明了柱状零件的MTCS过程。许多个别温度控制装置,包括供热机组、制冷机组和绝热装置均分布在模具里。把熔体倒入模具内预热,然后在模具底部的冷却装置被打开。在凝固过程中,自动化控制设备从热电偶和控制获得实时数据,通过调整模具侧边单独温度控制装置来控制模具温度场。在MTCS中传热过程是非常复杂的,所以简化的物理模型如下:

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1)忽略流体中的对流;
2)忽略传质中的液体和固体物料;
3)开始凝固的时候,模具和熔体的温度温度分布均匀;

3.数学模型
3.1热传导方程
采用有限元方法计算温度场,简化的四分之一模型用来对称计算。仿真坐标的网格原点是在工件的底部和模具之间的接触表面上。Z轴的正方向是随着凝固方向。在MTCS过程中瞬态传热传导方程:
    
其中T是模型中的瞬态温度,λ是传导率,ρ是密度,c是比热容,t是时间,q是来时供热装置和潜热的热源。在潜热情况下,q可表示为:
 
其中L是潜热fs是固体温度在T时的质量分数。温度补偿方法可以计算出潜热。至于初始的稳定过程中,热传导方程是
 3.2 边界条件
在图1所示的A至D的边界进行如下处理:
1)边界A:可以忽略熔体表面和模具型腔之间的空气对流以及熔体表面和模具之间的辐射。
2)边界B:工件和模具之间的接触力可视为一个理想的接触。
3)边界C:绝热单位和模具之间的接触力课视为理想的绝热边缘。
4)边界D:对称面存在 ∂T/∂y=0 or ∂T/∂x=0。

3.3模具温度控制装置的加工
1)加热装置视为热源。
2)绝热装置是做边界条件处理,而不是作为计算对象。
3)冷却装置是以通道内强制对流的形式进行加工的。冷却液的热流可以表示如下:
 
其中m是质量流量,c是比热容,Tw(t)是冷却温度,就是模具温度,Tm(t)是模具温度,S是流线型坐标,lp是通道断面周长,h是强制对流热交换系数Tin是进口的初步温度。 模具温度控制凝固英文文献和中文翻译:http://www.lwfree.cn/fanyi/20171108/15747.html
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