简介:提出一种基于有限体积法的二维数学模型,以研究20mm厚2219铝合金板在电子束焊接过程的热传递、流体流动以及匙孔的动力学行为。采用一种能够实时跟踪匙孔深度的自适应热源模型来数值模拟电子束的加热过程。由表面张力、热毛细力、反冲压力、流体静压力以及热浮力等诱导的不同涡旋的热和质量输运作用与匙孔演变相互耦合。详细分析了一系列物理现象,包括电子束焊接过程中的匙孔钻取、塌陷、重新打开、准稳态过程、回填过程以及在此过程中的温度变化。结果表明,深度方向降低的电子束热流能减慢反冲压力的匙孔钻取速度,并促进准稳定状态的出现。在准稳定状态出现之前,匙孔会发生塌陷并加剧涡旋流体输运的复杂性。最后,所有的计算结果与实验结果进行对比,来验证数学模型的可行性。
简介:采用原位电阻法、选区电子衍射(SADPs)、透射电镜(TEM)和力学性能测试研究一种Al-Zn-Mg-Cu合金从固溶温度经不同非线性冷却条件冷却至室温的组织性能演变规律,引入相对电阻的概念描述不同非线性冷却中的相变过程。结果表明:在高温条件下,随着冷却速率的降低,合金的显微组织演变由Zn、Mg原子的定向扩散转变为S相的析出。在中温区间内,在较快的冷却条件下,η相首先在Al3Zr弥散粒子和晶界上形核,在较慢的冷却条件下,S相析出,异质形核产生的粗大第二相粒子会导致合金的力学性能恶化。在低温区间,GP区、η′和η相都有可能均匀地析出。
简介:研究减压速度对真空吸铸A356合金充填行为和氧化膜卷入过程的影响。利用粒子图像测速仪通过水模拟方法观察充填行为,并获得速度场的变化规律。结果表明,介质流入型腔后,充型速度首先快速增加,随后随着减压速度的不同,充型速度的变化表现出3种不同情况:减压速度较大时,充型速度继续增加;减压速度合理时,充型速度保持不变;减压速度较低时,充型速度先降低后保持不变。充型速度越大,射流越严重,介质在重力作用下回落至液面时的速度越大,这是导致真空吸铸过程中氧化膜卷入的主要原因。推导了减压速度的设计原则,据此浇注了A356合金铸件。测试了其四点弯曲强度,并利用韦伯统计评价了铸件的可靠性,证明了减压速度设计原则的准确性。