刘 哲，陈 玲，李广磊

(1.天津理工大学 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津 300384；2.天津理工大学 机械工程学院，天津 300384)

金属铸造凝固过程的界面传热系数的测定

刘 哲1,2，陈 玲1,2，李广磊1,2

(1.天津理工大学 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津 300384；2.天津理工大学 机械工程学院，天津 300384)

金属铸造凝固过程中利用界面系数表示热阻的影响，在热传导过程中起着主导作用，为提高模拟精度，采用铝硅合金的铸件设计了金属型铸造实验，在已经测得的实验数据的基础上，利用ANSYS模拟铸造凝固过程得到温度随时间变化的曲线，通过“0.618法”和“反问题”的方法求解出界面传热系数，并将最小二乘法建立的界面传热系数关于时间的数学模型用于数值模拟，其结果与测温实验数据进行了比较，误差均在5%以内，得到合理的温度场分布。

ANSYS；界面传热系数；最小二乘法；反问题

0 前言

在金属铸造凝固过程中，由于材料性质的不同，随着铸件冷却凝固体积缩小，铸型受热膨胀体积变大，两者接触之间产生空隙，在传热过程中会产生一定的阻碍，在铸型与铸件的界面两侧造成温度间断，这种阻碍成为热阻，空间位置的不同和时间的变化影响热阻的大小，他常常主导热传导过程，一般将热阻的影响表示为界面传热系数，界面传热系数是温度场数值模拟[1-3]中的关键参数。

本文拟采用“反问题”的数学模型确定界面传热系数[4]，利用软件模拟得到的界面传热系数的数据，并通过最小二乘法建立该系数与时间的数学模型。……