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铸造凝固过程计算机数值模拟技术研究的开题报告一、选题背景和意义铸造工艺是制造业中的重要工艺之一，铸造过程中涉及到多种物理现象，如传热、流动、传质、化学反应等，而铸件的质量又受到这些因素的影响。传统的铸造过程设计采用试错法，需要大量的试验和经验积累，效率低下，成本高昂。因此，采用计算机数值模拟技术，在虚拟环境中模拟各种工艺条件，优化铸造参数，可以加速铸造产品设计和制造过程，提高产品质量。铸造凝固过程模拟是铸造数值模拟的一个重要方面，凝固过程中主要涉及到热传递、固液相变和结晶等物理过程。对铸造凝固过程进行数值模拟可以得到温度场、固液界面位置和组织结构等有关信息，以便预测铸件的缺陷和性能，并指导铸造工艺优化。因此，本课题旨在研究铸造凝固过程计算机数值模拟技术，为铸造工艺的优化和产品质量的提高提供技术支持。二、研究内容和目标本研究拟采用有限元数值模拟方法，对铸造凝固过程进行模拟分析，主要研究内容和目标如下：1.建立数值模型：建立凝固过程的数学模型和有限元计算模型，考虑铸件形状、材料物性和工艺参数等因素对凝固过程的影响，提高数值模拟的准确性。2.确定计算边界条件：考虑铸件表面的冷却、周围环境的温度、内部热源等因素，确定凝固过程的计算边界条件。3.求解凝固过程：通过有限元方法，求解凝固过程中的温度场、相变界面位置和组织结构等信息，得到铸件的缺陷和性能预测。4.优化铸造工艺：基于数值模拟结果，优化铸造工艺参数，提高铸件质量和生产效率。三、研究方法和步骤本研究采用计算机数值模拟方法，主要研究方法和步骤如下：1.提取模型：通过计算机辅助设计和制造技术，提取铸造模型的几何信息和材料参数。2.建立数值模型：根据提取的模型，建立凝固过程的数学模型和有限元计算模型，选择适当的数值方法和边界条件，提高数值模拟的准确性。3.计算模拟：在建立好的数值模型上进行计算模拟，得到凝固过程中的各种物理量，如温度场、相变界面位置和组织结构等。4.结果分析：对计算结果进行分析，检查计算精度，比较计算结果与实验结果的差异。5.优化设计：基于数值模拟结果，优化铸造工艺参数，提高铸件质量和生产效率。四、预期结果和意义通过本研究，预计可以获得以下结果和意义：1.建立铸造凝固过程数值模拟模型，提高模拟精度和效率，为铸造工艺的优化提供技术支持。2.研究凝固过程中的温度场、相变界面位置和组织结构等有关信息，预测铸件的缺陷和性能，优化铸造工艺参数，提高铸件质量和生产效率。3.探索铸造凝固过程计算机数值模拟技术在工业生产中的应用，提高工业生产的效益和竞争力。五、参考文献1.严洪福,蒋岩,李保清.铸造凝固过程的数值模拟[J].机械设计与制造,2005(5):26-30.2.宋洪凯,袁建杰.铸造凝固过程CFD数值模拟技术综述[J].材料导报,2010(1):70-72.3.李树建,王婉莹,王伟.铸造凝固过程数值模拟分析[J].工程科技与教育,2019(17):58-59.4

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