[发明专利]一种用于离心铸造物理模拟的充型流体压力在线测量系统

说明书

本发明属于离心铸造压力测量相关技术领域，其公开了一种用于离心铸造物理模拟的充型流体压力在线测量系统，其包括离心铸造物理模拟平台、多点薄膜压力传感组件、无线数据传输组件及终端，所述多点薄膜压力传感组件设置在所述离心铸造物理模拟平台上；所述离心铸造物理模拟平台用于模拟充型流体在离心铸造时的流动；所述多点薄膜压力传感组件用于实时跟踪测量所述充型流体在填充模具时的动压力，并将检测到的压力数据传输给所述无线数据传输组件；所述无线数据传输组件用于将接收到的所述压力数据传输给所述终端。该充型流体压力在线测量系统的结构简单，运行稳定，数据采集方便，操作适应性强。

技术领域

本发明属于离心铸造压力测量相关技术领域，更具体地，涉及一种用于离心铸造物理模拟的充型流体压力在线测量系统。

背景技术

立式离心铸造是制造旋转体铸件及各种管件的重要铸造方式，然而，流体在离心铸造时常处于复杂的应力场下，若工艺控制不当将极易产生紊乱的气-液混合流，造成气孔夹渣等缺陷。因此，深入研究离心铸造过程中充型流体的运动规律特别是充型流体对型壁的压力的分布显得尤为重要。

实际的离心铸造过程常在真空封闭的不透明环境中进行，目前的设备无法直接观察充型流体的运动过程。物理模拟实验是现代研究铸造过程中流体运动的主流方法之一，它采用相似性原理，根据应力场和空气扩散等规律模拟真实的合金铸造过程，具有易控制、可重复等优点。利用物理模拟实验由于缺乏准确全面的实验数据和真空环境下的铸造辅材，当前的数值模拟对离心铸造流体充型模拟的精度较低。此外，图像记录设备难以获取实时而全面的流体瞬时运动数据，且离心铸造中充型流体往往处于高速运动状态，这大大增加了同步跟踪测量流体动压力的难度。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于离心铸造物理模拟的充型流体压力在线测量系统，其基于现有充型流体压力测量的特点，研究及设计了能够实时获取充型流体压力数据的用于离心铸造物理模拟的充型流体压力在线测量系统。所述充型流体压力在线测量系统采用多点薄膜压力传感组件，实现了在不影响充型流体流动的情况下对充型流体的压力进行数据采集，并结合无线数据传输技术来获得高速旋转条件下的充型流体压力的三维分布数据。此外，所述充型流体压力在线测量系统的结构简单，运行稳定，数据采集方便，具有广泛的操作适应性，为实际铸造过程中熔体在铸型型腔中的流动特征和运动规律提供了有力的数据支持。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于离心铸造物理模拟的充型流体压力在线测量系统，其特征在于：

所述充型流体压力在线测量系统包括离心铸造物理模拟平台、多点薄膜压力传感组件、无线数据传输组件及终端，所述多点薄膜压力传感组件设置在所述离心铸造物理模拟平台上；

所述离心铸造物理模拟平台用于模拟充型流体在离心铸造时的流动；所述多点薄膜压力传感组件用于实时跟踪测量所述充型流体在填充模具时的动压力，并将检测到的压力数据传输给所述无线数据传输组件；所述无线数据传输组件用于将接收到的所述压力数据传输给所述终端；所述终端用于对接收到的所述压力数据进行统计及处理，并直观地显示出所述充型流体的动压力的三维分布及随时间的变化曲线。

进一步地，所述离心铸造物理模拟平台包括实验台、离心转盘及多功能模具，所述离心转盘设置在所述实验台上，所述多功能模具可拆卸地连接于所述离心转盘。

进一步地，所述离心转盘上还设置有独立电源，所述独立电源用于为所述多点薄膜压力传感组件提供电能。

进一步地，所述多点薄膜压力传感引线设置在所述离心转盘的内壁上。

进一步地，所述多点薄膜压力传感器组件包括多个多点薄膜压力传感器，多个所述多点薄膜压力传感器均匀设置在所述离心转盘的内壁上，以用于实时测量所述充型流体在所述多功能模具中填充时的多处动压力。

进一步地，所述多点薄膜压力传感器上涂覆有防水涂料，以保证自身的工作稳定性。