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研究生:莊豐彰
研究生(外文):Feng Jang Juang
論文名稱:電腦模擬厚斷面球墨鑄鐵凝固之熱傳分析
論文名稱(外文):The Heat Transfer Analysis of the Solidification of Thick Section Ductile Iron by Computer Simulation
指導教授:陳恩宗雷添壽
指導教授(外文):N.C.ChenT.S.La
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:鑄鐵模擬
外文關鍵詞:furan sandductile ironsimulation
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本研究藉由電腦模擬來探討球墨鑄鐵凝固過程的溫度隨時間之變化以及相關之熱傳現象,再經由實驗之結果,以驗證模擬分析結果的準確性。
首先澆注方形鑄件,求取內部特定點處溫度冷卻數據,再據以分析計算求得界面熱傳係數後。以此熱傳係數,輸入ANSYS有限元素分析軟體當鑄模的邊界條件,從而模擬方形鑄件和?喃砂模內特定點之冷卻曲線,並與實測之冷卻曲線作比較。
本文除了使用傳統的模擬方法外,另以實驗方法求取界面熱傳係數隨溫度變化情形,以改善模擬結果準確性。
By computer simulation , this study is aimed at investigating the cooling curve and the related heat transfer phenomena in thick ductile iron during solidification process . The simulation results are then compared with the experimental results to check the accuracy of simulation.
At first , a cube casting and cooling curves were monitored at six locations in a cube casting and the outside furan sand mold .The interface heat transfer coefficients were then obtained by numerical analysis.With these heat transfer coefficients , the cooling curves at given points inside the cube were simulated by running the ANSYS software . Afterwards , the calculated cooling curves were compared with the measured cooling curves to confirm the accuracy and necessity of interface heat transfer coefficients .
In addition to the traditional simulation technique , interfacial thermal resistance obtained as a function of temperature which was obtained from experiment was employed in the simulation to improve the simulation accuracy .
中文摘要………………………………………………..…….……….i
英文摘要……………………………………………….……….…….ii
誌謝…………………………………………………….……….……iii
目錄…………………………………………………….……….……iv
符號索引…………………………………………………….………vii
圖表索引………………………………………………….….……….x
第一章 前言……………………………………………………...…1
第二章 原理及文獻探討…………………………………………...6
2.1 鑄鐵的凝固…………………………………………………..6
2.2 球墨的成形、成核與成長…………………………………..6
2.3 熱傳機構……………………………………………………..7
2.4 界面熱傳係數………………………………………………..9
2.5 熱傳導方程式與邊界條件………………………………….11
2.6 潛熱計算方法與文獻……………………………………….13
2.7 砂模配料……….….…………….………………..…………14
2.8 材料成份及熱物理性質………..…………………………...15
2.8.1鑄鐵………………………….……………………………15
2.8.1砂模……………………..….………………..……………15
2.9 界面熱傳係數推導…………………………………………15
2.10 有限元素法之分析過程…………………………….……...18
2.11 方型模型之建立…………………………..………………..19
第三章 實驗方法…………………………………..……………...29
3.1 ?喃樹脂造模………..………………………..……………29
3.2 鑄件配料………..………………………………..…….…...29
3.3 熔煉步驟…………...……………………………..………...30
3.4 冷卻曲線量測………….…………………………………...30
第四章 結果與討論….……………………………………………40
4.1 實驗結果……………………………………..……………..40
4.1.1 ?喃砂模澆鑄過程之溫度變化曲線…..….…….……....40
4.1.2 鑄件斷面尺寸對溫度變化曲線的影響….……..……….41
4.1.3 界面熱傳係數與表面溫度之關係……….……….……..42
4.1.4 鑄件不同位置對界面熱傳係數的影響….………..…….43
4.2 球墨鑄鐵凝固之模擬分析與實驗之比較…………….……44
第五章 結論與建議…………………………………….………….60
參考文獻……………………………………………………………..62
附錄A 計算界面熱傳係數之程式.…………………………………66
附錄B 矽砂的化學成份與粒度分佈等相關資料………………….71
附錄C ?喃甲醇樹脂及對甲苯磺酸硬化劑之相關物理及化學
性質………………………………………………………….72
附錄D 球墨鑄鐵之目標成份、各種原料之化學成份及
配料量…………………………………………………….…73
參考文獻
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