鈦合金成形過程數值模擬

內容概要

　　《鈦合金成形過程數值模擬》共分7章。第1章介紹鈦合金研究意義以及凝固過程數值模擬國內外研究最新進展。第2章以立式離心鑄造為例，詳細介紹了鈦合金熔體充型過程數值模擬以及工藝參數對充填過程的影響。第3章詳細介紹了凝固過程傳熱計算數學模型，縮孔、縮松預測數學模型等。第4章介紹了采用宏微觀相結合的元胞自動機方法模擬組織形成的過程。第5章重點介紹了單相定向凝固理論基礎、微觀組織的計算模型、TiAl合金單相凝固過程特點、TiAl合金枝晶凝固特點等內容。第6章詳細介紹了兩相形核條件下的組織選擇圖、鈦合金包晶相變相場模型構造等。第7章詳細介紹了鍛造過程組織模擬研究現狀、微觀組織預測模型等?！垛伜辖鸪尚芜^程數值模擬》可供從事金屬材料研究的科技人員和大專院校相關專業(yè)師生閱讀。

作者簡介

王狂飛，1965年12月生，工學博士，副教授。中國機械工程學會特種鑄造及有色合金專業(yè)委員會委員，河南理工大學物理冶金研究所副所長。1989年于哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程系獲學士學位，1996年于太原理工大學獲碩士學位，2007年于哈爾濱工業(yè)大學獲博士學位。主要從事金屬材料凝固過程及其計算機模擬等相關研究工作。

書籍目錄

1　緒論1.1　鈦合金研究意義1.2　鈦合金定向凝固技術概述1.2.1　定向凝固方法及特點1.2.2　鈦鋁基合金定向凝固技術1.3　鈦合金凝固過程數值模擬1.3.1　鈦合金充型凝固研究現狀1.3.2　鈦合金充型凝固缺陷研究現狀1.3.3　鈦合金微觀組織模擬1.4　本章小結參考文獻2　鈦合金熔體充型過程計算機模擬2.1　概論2.2　鈦合金熔體充型過程數值模擬概況2.2.1　實驗研究現狀2.2.2　數值模擬研究現狀2.3　充型過程數值模擬計算方法2.4　充型過程數學模型2.4.1　流動數學模型2.4.2　紊流流動數學模型2.5　充型過程數學模型離散化處理2.5.1　動量程-（Navier—Stokes）的離散2.5.2　SOLA—VOF計算方法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　立式離心力場下熔體質點的受力分析2.7.1　基本假設2.7.2　立式離心場下熔體質點運動加速度模型2.7.3　鈦合金立式離心鑄造充填過程數值模擬2.7.4　鈦合金薄壁件充填過程的數值模擬2.8　實驗驗證2.8.1　實驗材料及方案2.8.2　鈦合金立式離心鑄造實驗結果及理論分析2.9　本章小結參考文獻3　鈦合金凝固過程縮孔縮松預測3.1　概論3.2　凝固過程傳熱計算數學模型3.2.1　傳統直接差分法的傳熱計算原理3.2.2　改進的直接差分法傳熱計算原理3.2.3　改值直接差分三維傳熱計算公式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、縮松預測的數學模型3.5.1　凝固過程縮孔預測模型3.5.2　凝固過程縮松預測模型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算機模擬3.7　本章小結參考文獻4 鈦合金宏觀凝固組織計算機模擬4.1 概論4.2 鈦合金凝固過程組織模擬4.2.1 宏觀計算與微觀計算相耦合4.2.2 宏觀計算模型4.2.3 初始條件和邊界條件的確定4.2.4 微觀動力學模型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 本章小結參考文獻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5.3 微觀組織的計算模型5.3.1 熱和溶質擴散模型5.3.2 液態(tài)金屬形核與長大模型5.4 TiAl合金單相凝固過程特點5.4.1 TiAl合金平界面凝固特點5.4.2 TiAl合金枝晶凝固特點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 晶核數量對凝固過程組織演化的影響5.5.3 溫度梯度對定向凝固過程組織演化的影響5.5.4 抽拉速度對凝固過程組織演化的影響5.5.5 鋁含量對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 結果與討論5.7 本章小結參考文獻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6.2.2 胞晶／枝晶生長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模型的構造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模型構造6.4 定向凝固TiAl合金包晶相變微觀組織模擬6.4.1 計算參數的選取及數值求解問題6.4.2 小直徑試樣連續(xù)形核控制的微觀組織6.5 本章小結參考文獻7 鈦合金鍛造過程微觀組織模擬7.1 概論7.2 研究現狀7.2.1 鈦合金的微觀組織和性能7.2.2 鈦合金鍛造技術7.2.3 微觀組織預測模型概述7.2.4 鍛造過程微觀組織模擬研究現狀7.3 鈦合金鍛造微觀組織模擬預測實例7.3.1 有限元模型7.3.2 微觀組織預測模型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 工藝參數對微觀組織的影響7.4 本章小結參考文獻

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