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7050铝合金大圆锭半连铸凝固过程数值模拟及裂纹倾向性分析的开题报告

一、研究背景及意义

7050铝合金在航空航天、汽车、高速列车等领域得到广泛应用，其制备过程中的半连铸凝固过程对其性能具有重要影响。然而，7050铝合金大圆锭在制备过程中常出现的裂纹问题是制约其应用的瓶颈之一。因此，开展7050铝合金大圆锭半连铸凝固过程数值模拟及裂纹倾向性分析研究，对提高7050铝合金的制备质量和性能，具有重要意义。

二、研究内容及方法

本研究以7050铝合金大圆锭半连铸制备过程为研究对象，采用数值模拟方法和裂纹倾向性分析方法，对7050铝合金大圆锭半连铸凝固过程中的温度场和应力场进行模拟并分析裂纹的发生机制。具体研究内容包括：

1.建立7050铝合金大圆锭半连铸凝固数学模型，考虑流场、热场和力学场等多个因素的综合作用。

2.利用ANSYS有限元软件，对7050铝合金大圆锭半连铸凝固过程中的温度场和应力场进行数值模拟，并分析温度场和应力场的变化规律。

3.根据数值模拟结果，进行裂纹倾向性分析，探究裂纹发生的机制和影响因素，并提出相应的裂纹预防和控制措施。

三、研究预期结果

本研究预计通过数值模拟和裂纹倾向性分析，深入研究7050铝合金大圆锭半连铸凝固过程中的温度场和应力场变化规律，揭示裂纹发生的机制和影响因素，为7050铝合金大圆锭半连铸制备过程的优化提供科学依据和技术支撑。

四、研究计划及进度

本研究计划分为以下几个阶段：

1.文献调研及理论准备阶段，完成有关7050铝合金大圆锭半连铸凝固过程的研究资料搜集和分析，并进行有关数学模型的准备工作。

2.模型建立和参数优化阶段，建立7050铝合金大圆锭半连铸凝固数学模型，分析模型参数的敏感性，优化模型参数。

3.数值模拟及结果分析阶段，利用ANSYS软件进行7050铝合金大圆锭半连铸凝固过程中的温度场和应力场数值模拟，并进行结果分析和讨论。

4.裂纹倾向性分析及控制措施提出阶段，根据数值模拟结果，进行裂纹倾向性分析，探究裂纹发生的机制和影响因素，并提出相应的裂纹预防和控制措施。

目前，本研究正在进行文献调研及理论准备阶段，预计在下一阶段开始进行模型建立和参数优化工作。