鈦合金成形過程數(shù)值模擬

1　緒論
1.1　鈦合金研究意義
1.2　鈦合金定向凝固技術(shù)概述
1.2.1　定向凝固方法及特點(diǎn)
1.2.2　鈦鋁基合金定向凝固技術(shù)
1.3　鈦合金凝固過程數(shù)值模擬
1.3.1　鈦合金充型凝固研究現(xiàn)狀
1.3.2　鈦合金充型凝固缺陷研究現(xiàn)狀
1.3.3　鈦合金微觀組織模擬
1.4　本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
2　鈦合金熔體充型過程計(jì)算機(jī)模擬
2.1　概論
2.2　鈦合金熔體充型過程數(shù)值模擬概況
2.2.1　實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
2.2.2　數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
2.3　充型過程數(shù)值模擬計(jì)算方法
2.4　充型過程數(shù)學(xué)模型
2.4.1　流動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.4.2　紊流流動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.5　充型過程數(shù)學(xué)模型離散化處理
2.5.1　動(dòng)量程-（Navier—Stokes）的離散
2.5.2　SOLA—VOF計(jì)算方法
2.6　初始條件和邊界條件的確定
2.6.1　初始條件
2.6.2　邊界條件
2.7　立式離心力場(chǎng)下熔體質(zhì)點(diǎn)的受力分析
2.7.1　基本假設(shè)
2.7.2　立式離心場(chǎng)下熔體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)加速度模型
2.7.3　鈦合金立式離心鑄造充填過程數(shù)值模擬
2.7.4　鈦合金薄壁件充填過程的數(shù)值模擬
2.8　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.8.1　實(shí)驗(yàn)材料及方案
2.8.2　鈦合金立式離心鑄造實(shí)驗(yàn)結(jié)果及理論分析
2.9　本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
3　鈦合金凝固過程縮孔縮松預(yù)測(cè)
3.1　概論
3.2　凝固過程傳熱計(jì)算數(shù)學(xué)模型
3.2.1　傳統(tǒng)直接差分法的傳熱計(jì)算原理
3.2.2　改進(jìn)的直接差分法傳熱計(jì)算原理
3.2.3　改值直接差分三維傳熱計(jì)算公式
3.3　凝固過程潛熱處理
3.3.1　溫度回升法
3.3.2　等價(jià)比熱容法
3.3.3　熱焓法
3.4　初始條件和邊界條件的確定
3.5　縮孔、縮松預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型
3.5.1　凝固過程縮孔預(yù)測(cè)模型
3.5.2　凝固過程縮松預(yù)測(cè)模型
3.5.3　孤立區(qū)搜索模型
3.6　鈦合金凝固過程縮孔縮松的計(jì)算機(jī)模擬
3.7　本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
4 鈦合金宏觀凝固組織計(jì)算機(jī)模擬
4.1 概論
4.2 鈦合金凝固過程組織模擬
4.2.1 宏觀計(jì)算與微觀計(jì)算相耦合
4.2.2 宏觀計(jì)算模型
4.2.3 初始條件和邊界條件的確定
4.2.4 微觀動(dòng)力學(xué)模型
4.2.5 凝固過程中縮孔的形成
4.3 鈦合金凝固過程中晶粒組織形成的cA模擬方法
4.3.1 程序流程圖
4.3.2 組織模擬舉例
4.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
5 鈦合金凝固過程單相微觀組織模擬
5.1 概論
5.2 定向凝固理論基礎(chǔ)
5.3 微觀組織的計(jì)算模型
5.3.1 熱和溶質(zhì)擴(kuò)散模型
5.3.2 液態(tài)金屬形核與長(zhǎng)大模型
5.4 TiAl合金單相凝固過程特點(diǎn)
5.4.1 TiAl合金平界面凝固特點(diǎn)
5.4.2 TiAl合金枝晶凝固特點(diǎn)
5.5 TiAl合金單相定向凝固組織演化過程模擬
5.5.1 模擬初始條件
5.5.2 晶核數(shù)量對(duì)凝固過程組織演化的影響
5.5.3 溫度梯度對(duì)定向凝固過程組織演化的影響
5.5.4 抽拉速度對(duì)凝固過程組織演化的影響
5.5.5 鋁含量對(duì)凝固過程組織演化的影響
5.6 TiAl合金常規(guī)條件下凝固組織模擬
5.6.1 邊界條件與初始條件
5.6.2 結(jié)果與討論
5.7 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
6 鈦合金凝固過程多相微觀組織模擬
6.1 概論
6.2 兩相形核條件下的組織選擇圖
6.2.1 平面生長(zhǎng)
6.2.2 胞晶／枝晶生長(zhǎng)
6.2.3 兩相形核分析及其組織選擇圖
6.3 鈦合金包晶相變相場(chǎng)模型的構(gòu)造
6.3.1 Nestler模型
6.3.2 L0模型
6.3.3 具體合金包晶相變相場(chǎng)模型構(gòu)造
6.4 定向凝固TiAl合金包晶相變微觀組織模擬
6.4.1 計(jì)算參數(shù)的選取及數(shù)值求解問題
6.4.2 小直徑試樣連續(xù)形核控制的微觀組織
6.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
7 鈦合金鍛造過程微觀組織模擬
7.1 概論
7.2 研究現(xiàn)狀
7.2.1 鈦合金的微觀組織和性能
7.2.2 鈦合金鍛造技術(shù)
7.2.3 微觀組織預(yù)測(cè)模型概述
7.2.4 鍛造過程微觀組織模擬研究現(xiàn)狀
7.3 鈦合金鍛造微觀組織模擬預(yù)測(cè)實(shí)例
7.3.1 有限元模型
7.3.2 微觀組織預(yù)測(cè)模型
7.3.3 塑性變形一傳熱一微觀組織演變耦合方法
7.3.4 工藝方案
7.3.5 工藝參數(shù)對(duì)微觀組織的影響
7.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)