Tóm tắt luận án Tiến sỹ kỹ thuật: Trường nhiệt độ trong hệ vật đúc và khuôn đúc

Trường Nhiệt Độ Trong Hệ Vật Đúc Và Khuôn Đúc

Tác giả: ThS. Đào Hồng Bách

Lĩnh vực: Kỹ thuật Đúc

Nội dung tài liệu:

Luận án tiến sĩ kỹ thuật này tập trung nghiên cứu bài toán “Trường nhiệt độ trong hệ vật đúc và khuôn đúc”, một vấn đề then chốt trong việc mô hình hóa quá trình đúc. Nghiên cứu này nhằm mục đích giải tổng quát bài toán trường nhiệt độ của hệ vật đúc/khuôn đúc và đề xuất các định hướng ứng dụng trong thực tế sản xuất. Đối tượng nghiên cứu cụ thể là hệ vật đúc bằng gang rót trong khuôn kim loại, với khả năng áp dụng cho các hệ đúc tương đương khác như hợp kim nhôm, kim loại, khuôn cát khô. Phương pháp nghiên cứu chính bao gồm phương pháp hệ thống, phương pháp mô phỏng số (mô hình toán học, mô hình số) sử dụng mạng sai phân Crank-Nicholson, cùng với các phương pháp thực nghiệm để đo nhiệt độ, xác định thông số đông đặc, độ cứng, tổ chức tế vi và lõm co.

Luận án đã xây dựng thành công mô hình toán học tổng quát cho hệ vật đúc và khuôn đúc ba chiều, áp dụng phương pháp giải bài toán truyền nhiệt với mạng sai phân Crank-Nicholson, đề xuất điều kiện kỹ thuật tính toán tối ưu, và đưa ra khái niệm chiều dày khuôn tối ưu nhằm tăng hiệu quả kinh tế. Ngoài ra, đề tài còn đề xuất thuật ngữ “góc mở” và phương pháp luận nghiên cứu sự hình thành lõm co, xốp co, cũng như thiết lập các quan hệ hàm và toán đồ giữa thời gian đông đặc với các thông số công nghệ. Luận án bao gồm 120 trang cùng 2 quyển phụ lục, được chia thành phần tổng quan và nội dung luận án.

Mục lục chi tiết:

• A. Giới thiệu luận án
• I. Tính cấp thiết của đề tài
• II. Mục đích nghiên cứu của luận án
• III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• IV. Phương pháp nghiên cứu
• 1. Phương pháp luận và biện pháp giải quyết
• 2. Phương pháp thực nghiệm
• V. Những đóng góp mới của luận án
• VI. Bố cục của luận án
• B. Nội dung luận án
• Chương 1. Cơ sở lựa chọn, mục đích, nội dung, đối tượng và phương pháp nghiên cứu
• 1.1. Mục đích và nội dung nghiên cứu
• 1.2. Đối tượng nghiên cứu
• Chương 2. Mô hình số hệ vật đúc/khuôn đúc và thuật toán. Hệ đối chứng, nghiên cứu thực nghiệm
• 2.1. Hệ truyền nhiệt vật đúc và khuôn đúc
• 2.2. Phương trình truyền nhiệt cơ bản
• 2.3. Hệ rót, quá trình rót và mô hình rót
• 2.4. Hệ vật đúc và quá trình đông đặc
• 2.5. Mô hình số dùng lưới sai phân hữu hạn để giải trường nhiệt độ hệ vật đúc/khuôn đúc
• 2.6. Lựa chọn hệ thực đối chứng và phương pháp thực nghiệm
• 2.6.1. Hệ thức đối chứng dạng tấm phẳng
• 2.6.2. Hệ thức đối chứng dạng trụ
• 2.6.3. Hệ thức xác định hệ số dẫn nhiệt của bề mặt tiếp xúc giữa khuôn và vật đúc (Hệ khuôn 4 mảnh – hình 6)
• 2.6.4. Phương pháp đo nhiệt độ trực tiếp
• 2.6.5. Phương pháp đánh giá tổ chức tế vi và độ cứng
• 2.6.6. Phương pháp đo lõm co và xốp co
• Chương 3. Qui trình thiết lập mô hình và kết quả
• 3.1. Qui trình thiết lập mô hình
• 3.2. Xác định các bước sai phân thực nghiệm tối ưu
• 3.3. Điều chỉnh điều kiện biên loại 4 với việc xét khe hở giữa khuôn và vật đúc
• a) Biểu thức toán học xác định hệ số dẫn nhiệt của lớp biên giữa vật đúc và khuôn (kb)
• b) Xác định hệ số dẫn nhiệt của lớp biên bằng thực nghiệm
• 3.4. Mô hình kết quả
• 3.4.1. Biểu thức điều kiện biên loại 4 có xét lớp biên phức
• 3.4.2. Các yếu tố khác ảnh hưởng đến sự sai lệch so với thực tế
• 3.4.3. Nguyên tắc xác định hệ số điều chỉnh
• 3.4.4. Phân tích kết quả
• 3.5. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng
• 3.5.1. Chiều dày khuôn tối ưu
• 3.5.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ rót (Tr)
• 3.5.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ ban đầu khuôn (T20)