申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2024-01-23

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117877645A

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00;G06F30/20;G06F119/14;G06F119/08;G06F111/10

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明提出一种统一渗透率下定向凝固热裂纹敏感性判据推导方法，所述方法具体为：建立定向凝固多区域统一渗透率计算模型，耦合质量守恒方程及达西方程，即完成。本发明实现了不同枝晶形貌下渗透率的统一计算，且计算结果在数值上更接近于流场模拟结果；同传统RDG判据预测结果相比，得到了更接近液膜实际开裂的压力降数量级；在不同晶界能下及晶粒尺寸下曲线形貌接近于试验结果，且首次以数值模拟手段复现热裂纹敏感性评定试验中双峰效应。

主权项：1.一种统一渗透率下定向凝固热裂纹敏感性判据推导方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一、多区域渗透率模型初始化建立：根据枝晶生长区间，建立多区域渗透率模型初始化模型： 其中u为液相流速，F为摩擦力，dpdx为压力梯度，u'为表观流苏，μ为液体粘度，K为表观渗透率；步骤二、定向凝固统一渗透率模型建立：根据枝晶几何形貌，沿温度梯度方向进行网格划分，其中网格上下限分别为上下相邻枝晶几何中轴线，网格宽度为0.8微米，固液界面区间位置采取平行温度梯度近似法，获取统一流动单元，基于Hagen-Poiseuille理论、步骤一中提及的多区域渗透率初始化模型及流量守恒方程推导统一流动单元内渗透率计算公式，其形式为： 其中dY为单元网格宽度，fl为单元内液相体积分数，基于不同温度梯度下特征枝晶间距及凝固路径替换统一流动单元几何，实现统一流动单元内渗透率计算扩展，扩展结果为： 其中KT为定向凝固过程某一温度下表观渗透率，λT为该温度下平均一次枝晶臂间距，flT为改温度下液相体积分数，该模型为定向凝固过程统一表观渗透率模型；步骤三、统一渗透率下定向凝固热裂纹敏感性判据推导：1、根据二维枝晶均匀阵列形态，截取局部作为典型分析单元，单元内要求存在两相邻枝晶及枝晶间流体；2、根据分析单元内质量去向建立质量守恒方程，包含沿枝晶方向流体补缩及垂直枝晶方向收缩变形；3、联立质量守恒方程及达西扩散方程，其中达西方程的渗透率采用定向凝固过程统一表观渗透率模型，即可获得统一渗透率下定向凝固热裂纹敏感性判据： 其中ΔPmax为枝晶间压力降，用来衡量热裂纹敏感性，β为收缩系数，μ为表观粘度，G为温度梯度，TS和TL分别对应固液相限边界温度，ET为应变速率积分，vT为定向凝固牵引速率，fsT为凝固路径，数值上同1-flT相等。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工业大学 一种统一渗透率下定向凝固热裂纹敏感性判据推导方法

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