铸型界面换热系数的研究的开题报告.docx

金属型铸造凝固过程铸件/铸型界面换热系数的研究的开题报告
题目：金属型铸造凝固过程铸件/铸型界面换热系数的研究
一、研究背景及意义
金属型铸造是一种高精度、高稳定性的铸造工艺。在金属型铸造过程中，铸件和铸型之间的换热过程对于铸件质量和生产效率具有重要影响。目前，通过数值模拟和试验研究得出的金属型铸造中铸件/铸型界面换热系数存在巨大的差异，因此有必要对其进行更深入的研究。
二、研究内容及技术路线
1.界面换热实验方法研究
本研究计划采用薄膜数据采集技术和实时测量技术，通过建立实验样品的热传导模型，测量铸件和铸型的温度，并计算其换热系数。
2.材料和实验设计
针对金属型铸造的实际工艺和工作条件，选取适当的材料和铸造方案。利用正交试验设计方法，研究金属型铸造中不同工艺参数对铸件/铸型界面换热系数的影响。
3.数值模拟分析
采用ANSYS软件建立金属型铸造数值模型，通过建立铸件温度场和固相分数分布情况的数学模型，研究铸件/铸型界面换热系数及其对于铸件凝固组织的影响。
4.结果分析和优化设计
通过对实验、模拟结果的对比分析，得出具有代表性的金属型铸造凝固过程中换热系数，并对其优化设计提供一定的理论基础和参考。
三、预期成果和经济效益
本研究的预期成果包括：
1.确定金属型铸造凝固过程中铸件/铸型界面换热系数的真实值。
2.优化金属型铸造工艺，提高产品质量和生产效率。
3.为其他相关铸造工艺研究提供参考依据。
4.提高企业在铸造市场的竞争力。
经济效益方面，通过研究金属型铸造的界面换热系数，可以减少生产成本，提高产品质量，为企业带来实际的经济效益。同时，对于相关铸造工艺的参考价值也将带来额外的经济收益。
四、研究进程安排
本研究计划为期两年，进程安排如下：
第一年：
1.研究界面换热实验方法并建立实验装置；
2.开展材料和实验设计；
3.完成实验工作。
第二年：
1.建立金属型铸造数值模型；
2.开展数值模拟分析；
3.分析结果并完成优化设计。
五、论文组成
1.绪论：阐述金属型铸造中铸件/铸型界面换热系数研究背景和意义。
2.相关文献综述：对金属型铸造、铸件/铸型界面换热系数相关文献进行全面综述。
3.界面换热实验方法及实验结果分析
4.数值模拟分析与结果分析
5.优化设计方法及结果分析
6.结论和展望
六、参考文献
1.李国峰.铸件和模具间的热交换[J].机械设计与制造,2017(1):53-55.
2.赵坤.数值模拟技术在金属型铸造中的应用[J].铸造技术,2019(3):12-15.
3.WangK,GaoK,XiaZC,etal.AnalysisofheattransfercoefficientinhighpressurediecastingofAlalloy[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2012,212(12):2712-2719.
4.FengYR,BräunlingF,ShevchenkoN,etal.Measurementandsimulationofheattransfercoefficientsinhighpressurediecasting[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2016,96:155-165.