脉冲磁致振荡下纯铝凝固磁场与流场分布的数值模拟.pdfVIP

学兔兔 Mar．2012 铸 造 VoI．61 N0．3 FOUNDRY 脉冲磁致振荡下纯铝凝固磁场与 流场分布的数值模拟 刘 芳 ，一，张璐云 (1．上海理工大学材料科学与工程学院，上海 200093； 2．上海大学上海市现代冶金与材料制备重点实验室，上海200072；3．上海理工大学机械工程学院，上海 200093) 摘要：脉冲磁致振荡可以细化金属晶粒，为了研究其作用机理，采用ANSYS有限元模拟软件对脉冲磁致振荡下纯铝 凝固磁场与流场分布进行了数值模拟。模拟结果显示 ，由于电磁趋肤效应 ，线圈中脉冲电流只在熔体表面感应产生电 磁力，且随时间出现指向内部的压力与指向外部的拉力交替变化 ，沿径向有指向熔体顶部与底部交替变化。交变电磁 力可以振荡熔体表面率先析出的晶核而使之游离，增大熔体形核率。同时感应电磁力迫使熔体产生流动，会利于晶核 的均匀分布与温度场、浓度场的均匀化。 关键词：脉冲磁致振荡；ANSYS；磁场；流场；数值模拟 中图分类号：TG249．9 文献标识码：A 文章编号：1001—4977 (2012)03—0285—06 NumericalSimulationofMagneticFieldandFlow Field DistributionsDuringPureAluminum Solidification UnderPulseMagneto．Oscillation LIU Fang一，ZHANG Lu—ytm。 (1．SchoolofMaterialScienceandEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shnaghai200093，China； 2．ShanghaiKeyLaboratoryofModemMetalluryg andMaterialsProcessing，ShanghaiUniversiyt，Shanhgai200072，China； 3．SchoolofMechanicalEngnieering，UniversityofShanghaiofrScienceandTechnoloyg，Shnaghai200093，China) Abstract：Themetalgraincanberefinedunderpulsemagneto—oscillation (PMO)．Inordertostudyits mechanism，thenumericalsimulationofthemang eticfieldandflow fielddistributionsduringpurealuminum solidificationunderPM O hasbeenca~iedoutwitI1ANSYS．Becauseoftheskineffect．htepulsecurrentin thecoilgenerateselectromagneticforceinthesurfacemelt．Themangeticpullingandpressureforcecanbe generatedalternatively，andinradialdirection，htemangeticforceappearswithdirectiontotopandbottom in utm．Thefreenucleusseparated from themeltsurfacewillbeoscillatedtodriftawayto increasethe nucleationrate．M eanwhilehtemeltiSforcedtoflow．whichiSbeneficialtotheuniform distributionofthe nucleus．thetemperautr