Определение режимов процесса высокоскоростного затвердения расплава с использованием математического моделирования параметров термонапряженного состояния

• Автор: Людаговский, Константин Андреевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

1.1. Предпосылки к исследованию внешних воздействий на процесс быстрой закалки расплава

1.2. Тепловые задачи в зоне контакта жидкого металла с диском при быстрой закалке .

1.2.1. О классификации методов решения краевых задач теплопроводности

1.2.2. Вариант расчета процесса затвердевания расплава на основе анализа эмпирических данных.

1.2.3. Аналитический расчет процессов нагрева диска и охлаждения расплава при ВЗР.

1.2.4. Температурное поле в расплаве.

1.3. Влияние физических особенностей процесса ВЗР на формообразование

1.3.1. Формообразование при ВЗР

1.3.2. Физические особенности процесса ВЗР.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДИСКА И РАСПЛАВА РИ ПРОИЗВОДСТВЕ БЫСТРОЗАКАЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ.
2.1. Взаимодействие диска с расплавом при ВЗР
2.1.1. Механизмы взаимодействия дискаохладителя с расплавом.
2.1.2. Влияние микрорельефа поверхности диска на характер отделения частиц ВЗР. .
2.1.3. Взаимодействие с внешней средой и отделение частиц с поверхности диска
2.1.4. Роль образования стабильных электронных конфигураций в процессе взаимодействия диска с расплавом
2.1.5. Исследование взаимодействия на границе дискрасплав в зависимости от природы материала поверхности диска.
2.2. Основные подходы, используемые для решения нестационарной задачи теплопроводности и напряженнодеформированного состояния
2.2.1. Тсрмонапряженное состояние твердой фазы.
2.3. Особенности численной реализации модели на ЭВМ
2.3.1. Дискретизация расчетной области и входная информация
2.3.2. Матрица индексов
2.3.3. Вычисление матриц жесткости элементов.

2.3.4. Сборка системы алгебраических уравнений равновесия.
2.3.5. Решение системы уравнений равновесия.
2.3.6. Получение и обработка результатов
ЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
ЛАВА 3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ И НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО ОСТОЯНИЯ ПРОЦЕССА ЗАТВЕРДЕВАНИЯ РАСПЛАВА НА ДИСКЕ
3.1. Постановка задачи и определение граничных условий
3.1.1. Задача теплопроводности для диска без продукта первая стадия расчета.
3.1.2. Задание граничных условий в первой части расчета.
3.1.3. Задача теплопроводности и напряженнодеформированного состояния для диска с продуктом второй этап решения.
3.1.4. Формирование сетки конечных элементов
3.1.5. Задача напряженнодеформированного состояния.
ЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОЛУЧЕНИЕ МОДЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ЦЕНКИ АДЕКВАТНОСТИ РАСЧЕТА
4.1. Материалы для проведения модельного эксперимента
4.1.1. Теплофизическис свойства алюминия
4.1.2. Теплофизическис свойства меди
4.2. Оборудование и методика эксперимента
4.3. Представление температурных полей в зоне контакта расилавдиск
4.4. Определение напряженнодеформированного состояния в элементах расчетной сетки в расплаве и диске.3
ЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ
5.1. Исходные данные для расчета.
5.2. Получение магнитомягких порошков из волокон полученных методом ВЗР
5.3. Основные принципы разработки технологии и оборудования для промышленного выпуска быстрозакаленной продукции.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Методы сведения краевой задачи к уравнениям и задачам других типов 1 приведение краевой задачи с нелинейными граничными условиями к эквивалентному нелинейному функциональному уравнению 2 приведение краевой задачи с коэффициентами переноса, зависящими от температуры, к нелинейному интегральному уравнению 3 приведение краевой задачи теплопроводности к краевой задаче для обыкновенного дифференциального уравнения. Вариант расчета процесса затвердевания расплава на основе анализа эмпирических данных. Впервые теоретический расчет толщины дисперсных материалов, получаемых на рабочей кромке вращающегося диска, был сделан в работе . Однако, как оказалось, расчеты по полученным выражениям дают слишком завышенные значения, что не согласуется с результатами эксперимента. Поэтому в работе 1, авторы рассматривают этот вопрос более детально. По тепловому режиму охлаждения материала на диске можно выделить три стадии 1 затвердевание материала на кромке диска, поруженного в расплав II охлаждение затвердевшего металла на диске после выхода его из расплава III охлаждение отделившегося от диска металла в окружающей среде. Первая стадия охлаждения в свою очередь может быть условно разделена на два этапа. На первом этапе ф идет отвод тепла перегрева, а на втором р2, затвердевание металла рисунок 1. Рис. Схема охлаждения и затвердевания расплава на вращающемся диске . Авторы данного варианта расчета принимали, что распределение температуры в стенке дискаохладителя близко к стационарному, т. С1р1У,аТ а8ТТ1с1т 1. С, и ргтеплоемкость ДжкгК и плотность расплава кгм3 соответственно У объем жидкого металла, отдающего тепло перегрева, м3 а коэффициент теплоотдачи от жидкою металла к поверхности диска, Втм2 К Т и Та температура расплава и диска соответственно. К 8 площадь теплопередающей поверхности, м2,т время, сск.