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铝合金挤压铸造扭转复合成形模具-工件界面换热行为 被引量:1
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作者 朱必武 张达 +4 位作者 刘筱 陈宇强 宋宇峰 刘文辉 李运湘 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2471-2482,共12页
挤压铸造扭转复合成形(SQ-T)集挤压铸造(SQ)与扭转成形(T)的优势于一体,可实现铝合金工件的高效成形。为准确描述铝合金SQ-T工艺下的模具-工件界面换热行为并对成形效果进行评估,通过搭建SQ-T实验平台和构建界面换热系数(IHTC)反求模型... 挤压铸造扭转复合成形(SQ-T)集挤压铸造(SQ)与扭转成形(T)的优势于一体,可实现铝合金工件的高效成形。为准确描述铝合金SQ-T工艺下的模具-工件界面换热行为并对成形效果进行评估,通过搭建SQ-T实验平台和构建界面换热系数(IHTC)反求模型,求解成形过程中的IHTC,并对IHTC的变化规律、工件成形效果及工件组织性能进行研究。结果表明:反算模型精度较高,96%以上反算结果的相对误差小于10%;在SQ中加入扭转变形后,工件的气孔数量减少、尺寸变小,模具-工件界面换热条件更好;SQ-T实验的IHTC前半段高于SQ实验,最大提升了60%;IHTC的增加使SQ-T实验工件的冷却速度加快,显微组织更加细小均匀,硬度提高了19.3%,动态峰值应力提升了7.6%。 展开更多
关键词 A356铝合金 挤压铸造 扭转成形 界面换热系数(ihtc) 气孔 硬度
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热成形工艺中界面换热系数求解方法对比分析 被引量:2
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作者 常颖 唐行辉 +3 位作者 王斌 盈亮 王存宇 赵坤民 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1208-1214,共7页
根据高强度钢热成形特点,通过圆台模具实验,分别利用热平衡法、Beck非线性估算法以及基于优化的有限元仿真法(FEM优化法)求解热成形用22MnB5钢在模具淬火下的实时界面换热系数(IHTC),并对3种求解方法的结果和适用性进行比较和仿真验证... 根据高强度钢热成形特点,通过圆台模具实验,分别利用热平衡法、Beck非线性估算法以及基于优化的有限元仿真法(FEM优化法)求解热成形用22MnB5钢在模具淬火下的实时界面换热系数(IHTC),并对3种求解方法的结果和适用性进行比较和仿真验证。研究结果表明:Beck非线性估算法、热平衡法与FEM优化法3种方法求解IHTC的平均误差率分别为3.7%,7.5%和10.3%左右,Beck非线性估算法最准确;同时,得出马氏体相变的发生会对样件与模具间的IHTC有正的增益效果,压强与IHTC间存在着近似幂函数关系。 展开更多
关键词 热成形 22MnB5钢 界面换热系数(ihtc) 热平衡法 Beck非线性估算法 FEM优化
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22MnB5钢表面微观形貌对界面换热系数的影响
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作者 常颖 李树娟 +3 位作者 唐行辉 李晓东 王存宇 赵坤民 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期226-231,共6页
为了探究冲压压强和样件表面粗糙度对22MnB5钢板的界面换热系数(Interfacial heat transfer coefficient,以下简称IHTC)的影响,自主设计了圆台试验模型,利用Beck非线性估算法,求解热成形工艺中高温样件与低温模具间界面换热系数。实验... 为了探究冲压压强和样件表面粗糙度对22MnB5钢板的界面换热系数(Interfacial heat transfer coefficient,以下简称IHTC)的影响,自主设计了圆台试验模型,利用Beck非线性估算法,求解热成形工艺中高温样件与低温模具间界面换热系数。实验中通过调整冲压压强和改变样件表面粗糙度的方式,进而改变模具与样件间接触表面微观形貌,探究其对IHTC的影响。研究表明:压强与IHTC存在高度近似的正幂函数关系;粗糙度也会对IHTC产生影响,并且当粗糙度大于1μm时,IHTC值会随粗糙度的增大而明显减小,当粗糙度小于1μm时,由于表面氧化皮的影响,IHTC将随粗糙度值的减小而增大放缓,甚至趋于定值而不再增加。 展开更多
关键词 表面微观形貌 界面换热系数(ihtc) Beck非线性估算法 粗糙度 压强
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基于反分析法的凝固过程中界面换热系数研究 被引量:5
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作者 张立强 李落星 +1 位作者 朱必武 李昭 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期22-26,共5页
以实验测得的温度为基础,结合数值模拟方法和优化方法的反分析方法计算求解了A356铝合金铸件冷却凝固过程中铸件与金属铸型间的界面换热系数,分析了铸件与铸型间界面换热系数随界面温度变化的关系.研究结果表明:界面换热系数在固相温... 以实验测得的温度为基础,结合数值模拟方法和优化方法的反分析方法计算求解了A356铝合金铸件冷却凝固过程中铸件与金属铸型间的界面换热系数,分析了铸件与铸型间界面换热系数随界面温度变化的关系.研究结果表明:界面换热系数在固相温度以上和545℃以下基本保持为一个常数,分别约为3 000 W.m-2.K-1和500 W.m-2.K-1;而液相温度在545~555℃间为突变的线性关系,并通过线性回归分析建立了近似的数学模型.应用反求得到的界面换热系数与界面温度的变化规律,结合数值模拟软件ProCAST计算得到铸型初始温度450℃时铸件的温度与实验测量温度吻合较好.验证了通过反分析方法求解的换热系数的有效性和正确性. 展开更多
关键词 铝合金 界面换热系数 数值模拟 反分析法
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基于Isight反求界面传热系数的研究 被引量:3
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作者 王水平 周阳 +3 位作者 张立强 朱必武 卜晓兵 李落星 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1101-1104,共4页
以试验测得的温度为基础,基于Isight平台,结合数值模拟方法和模拟退火算法的优化方法,计算求解了A356铝合金铸件冷却凝固过程中铸件与金属铸型间的界面传热系数。采用优化软件Isight集成铸造仿真软件ProCAST,成功解决了这两个软件的接... 以试验测得的温度为基础,基于Isight平台,结合数值模拟方法和模拟退火算法的优化方法,计算求解了A356铝合金铸件冷却凝固过程中铸件与金属铸型间的界面传热系数。采用优化软件Isight集成铸造仿真软件ProCAST,成功解决了这两个软件的接口问题,而且在后处理数据的提取方面,采用均匀步长的计算,与整理后均匀时间步长的试验数据能更好的匹配,从而方便计算优化目标。另外,它不仅可以准确计算出随温度或时间变化的传热系数,而且还可以应用该方法优化铸造工艺和模具。 展开更多
关键词 ProCAST仿真 Isight优化 界面传热系数 模拟退火算法 反求
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7XXX系铝合金HFQ温成形界面换热系数实验研究 被引量:2
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作者 盈亮 高天涵 +2 位作者 蒋迪 侯文彬 胡平 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期662-669,共8页
基于自主设计的圆台模具淬火实验平台,研究高强度7075-T6铝合金在HFQ温成形过程中的瞬态传热规律。通过Beck非线性估算法(Beck反算法)获得界面换热系数(IHTC)在不同因素下(包括合模压强与表面粗糙度)随温度变化的瞬态换热规律,并分析各... 基于自主设计的圆台模具淬火实验平台,研究高强度7075-T6铝合金在HFQ温成形过程中的瞬态传热规律。通过Beck非线性估算法(Beck反算法)获得界面换热系数(IHTC)在不同因素下(包括合模压强与表面粗糙度)随温度变化的瞬态换热规律,并分析各因素对IHTC的影响机理。结果表明:Beck反算法在计算瞬态换热系数时具有较高的计算精度。7075-T6铝合金与模具界面的瞬态换热系数随压强增大而增大,当压强增大到80 MPa时,瞬态平均换热系数IHTC趋近于3375 W/(m^2?K)。进一步,表面粗糙度也会影响7075-T6铝合金温成形过程的IHTC,当粗糙度大于0.57μm并小于0.836μm时,IHTC随粗糙度的增大而明显减小,当粗糙度小于0.57μm或大于0.836μm时,IHTC值均随粗糙度的增大而缓慢减小。 展开更多
关键词 7075-T6铝合金 HFQ温成形 界面换热系数 Beck反算法 工艺因素
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一种铸件/铸型界面传热系数的反求法 被引量:4
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作者 许征兵 曾建民 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期694-696,共3页
对界面传热系数的求解进行了推导,提出了一种新的确定铸件/铸型等效界面传热系数的方法反求法。选择一个形体简单的铸件作为标准试样,采用不同常数的等效界面传热系数,进行若干次模拟试算,与实际标准试样中某点的温度曲线进行比较,当两... 对界面传热系数的求解进行了推导,提出了一种新的确定铸件/铸型等效界面传热系数的方法反求法。选择一个形体简单的铸件作为标准试样,采用不同常数的等效界面传热系数,进行若干次模拟试算,与实际标准试样中某点的温度曲线进行比较,当两者温度曲线比较接近时,则认为该等效传热系数是铸件/铸型之间的传热系数。采用不同厚度的实际叶片铸件进行了验证试验,结果表明,该方法是有效可行的。 展开更多
关键词 等效界面传热系数 反求法 凝固模拟
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Study on interfacial heat transfer coefficient at metal/die interface during high pressure die casting process of AZ91D alloy 被引量:4
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作者 GUO Zhi-peng XIONG Shou-mei +2 位作者 M. Murakami Y. Matsumoto S. Ikeda 《China Foundry》 SCIE CAS 2007年第1期5-9,共5页
The high pressure die casting (HPDC) process is one of the fastest growing and most efficient methods for the production of complex shape castings of magnesium and aluminum alloys in today's manufacturing industry... The high pressure die casting (HPDC) process is one of the fastest growing and most efficient methods for the production of complex shape castings of magnesium and aluminum alloys in today's manufacturing industry. In this study, a high pressure die casting experiment using AZ91D magnesium alloy was conducted, and the temperature profiles inside the die were measured. By using a computer program based on solving the inverse heat problem, the metal/die interfacial heat transfer coefficient (IHTC) was calculated and studied. The results show that the IHTC between the metal and die increases right after the liquid metal is brought into the cavity by the plunger, and decreases as the solidification process of the liquid metal proceeds until the liquid metal is completely solidified, when the IHTC tends to be stable. The interfacial heat transfer coefficient shows different characteristics under different casting wall thicknesses and varies with the change of solidification behavior. 展开更多
关键词 high pressure die casting (HPDC) magnesium alloy interfacial heat transfer coefficient(ihtc
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铸件与铸型间界面传热系数的一种简化反求法
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作者 许征兵 曾建民 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期77-79,83,共4页
为了简便、准确地确定在凝固过程中铸件与铸型间的界面传热系数,提出了一种新的简化反求法。先选择一个形体简单的铸件作为标准试样,利用不同的传热系数进行若干次温度-时间曲线的有限元模拟,并与实际铸件中对应点的温度-时间曲线进行比... 为了简便、准确地确定在凝固过程中铸件与铸型间的界面传热系数,提出了一种新的简化反求法。先选择一个形体简单的铸件作为标准试样,利用不同的传热系数进行若干次温度-时间曲线的有限元模拟,并与实际铸件中对应点的温度-时间曲线进行比较;当两曲线比较接近时,该传热系数可作为铸件与铸型之间的等效界面传热系数;并将其作为实际叶轮铸件有限元模拟的参数,所得到的模拟结果与试验结果相符,证明该方法准确可靠。 展开更多
关键词 界面传热系数 反求法 凝固 有限元模拟
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A356铝合金挤压铸造界面传热系数的研究 被引量:6
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作者 李俊文 赵海东 吴朝忠 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期269-272,共4页
通过测量挤压铸造过程铸件-模具界面附近温度,利用非线性估算法模型反算求解挤压铸造过程界面传热系数值,研究挤压力对界面传热系数的影响。结果表明,随着挤压力增大,界面传热系数峰值显著增大,获得了界面传热系数峰值与挤压力的关系。... 通过测量挤压铸造过程铸件-模具界面附近温度,利用非线性估算法模型反算求解挤压铸造过程界面传热系数值,研究挤压力对界面传热系数的影响。结果表明,随着挤压力增大,界面传热系数峰值显著增大,获得了界面传热系数峰值与挤压力的关系。利用反算求解的界面传热系数作为边界条件,计算了挤压铸造过程铸件中心温度,使用温度测量结果验证了反算结果的准确性。 展开更多
关键词 挤压铸造 界面传热系数 反算法 A356铝合金
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2060铝锂合金冷模热成形界面换热系数确定的实验与算法 被引量:2
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作者 张云光 李志强 +2 位作者 王耀奇 李红 李淑慧 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期359-369,共11页
2060铝锂合金具有密度低、比强度高等优势,在航空航天零件制造领域已得到广泛应用。通过冷模热成形工艺可以提高2060铝锂合金成形性,减少开裂、拉毛、回弹等缺陷的发生,后续时效处理可以提高零件整体刚度。然而在实际成形过程中缺乏对... 2060铝锂合金具有密度低、比强度高等优势,在航空航天零件制造领域已得到广泛应用。通过冷模热成形工艺可以提高2060铝锂合金成形性,减少开裂、拉毛、回弹等缺陷的发生,后续时效处理可以提高零件整体刚度。然而在实际成形过程中缺乏对温度场的准确预测,即缺乏2060铝锂合金在变压强下界面换热行为的准确描述,无法对成形效果进行评估。本文利用冷模热成形界面换热测试平台,对不同压强下2060铝锂合金与H13热作模具钢的换热行为进行测试研究,基于考虑模具钢变热物性参数的显式有限差分法反算模具表面温度,计算得到不同压强下的界面换热系数,并与Beck反传热算法进行对比,两者计算结果相近。实验结果显示2060铝锂合金IHTC随压强增大而增大,在20MPa下IHTC=1.9066kW/(m^(2)·K)。改进的有限差分法具有计算效率高、速度快、反映实际模具内部温度场、误差较低等优点,可拓展应用于其他薄板材料在冷模热成形条件下的界面换热系数求解。 展开更多
关键词 2060铝锂合金 冷模热成形 有限差分法 Beck反传热算法 界面换热系数
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