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环形钛合金砂型铸造工艺的模拟与优化研究

目录

一、内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

研究背景和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1钛合金在航空航天领域的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2砂型铸造工艺现状及挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.3研究环形钛合金砂型铸造工艺的意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

研究目标和内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1研究目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.2研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

二、环形钛合金砂型铸造工艺理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

钛合金材料性能及特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

1.1钛合金的概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

1.2钛合金的性能特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

1.3钛合金在砂型铸造中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

砂型铸造工艺原理及流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.1砂型铸造工艺概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.2砂型铸造工艺流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.3关键工艺参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

三、环形钛合金砂型铸造工艺模拟研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

模拟软件及模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

1.1模拟软件选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

1.2工艺模拟模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

1.3模型验证与调整．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

模拟过程及结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

2.1模拟过程介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

2.2模拟结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

四、环形钛合金砂型铸造工艺优化研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

优化方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

1.1基于模拟结果的优化方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

1.2优化方案的实施策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

工艺参数优化实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

一、内容概览

本研究致力于环形钛合金砂型铸造工艺的模拟与优化，作为一种先进的制造技术，环形钛合金砂型铸造工艺在航空、医疗等领域有着广泛的应用前景。本文旨在通过模拟与优化，提高环形钛合金铸件的质量与生产效率。

研究内容主要包括以下几个方面：

钛合金材料特性分析：深入了解钛合金的物理性能、化学性能以及热学性能等，为后续铸造工艺提供基础数据。

砂型铸造工艺原理：阐述环形砂型铸造的基本原理，包括模具设计、造型材料选择以及铸造过程中的关键要素。

铸造工艺模拟：运用计算机模拟软件，对环形钛合金砂型铸造过程进行仿真模拟，分析铸造过程中的温度场、应力场以及流动场等，预测铸件质量及缺陷。

铸造工艺参数优化：基于模拟结果，对铸造工艺参数（如温度、压力、浇注速度等）进行优化，以提高铸件质量、降低生产成本并提升生产效率。

实验验证：通过实际铸造实验，验证模拟结果的准确性，并对优化后的工艺参数进行效果评估。

本研究采用的方法和技术路线包括：文献综述、实验研究、数值模拟以及优化算法等。通过综合研究，期望