CN108106770A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
CN108106770A
CN108106770A CN201711106850.XA CN201711106850A CN108106770A CN 108106770 A CN108106770 A CN 108106770A CN 201711106850 A CN201711106850 A CN 201711106850A CN 108106770 A CN108106770 A CN 108106770A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
type fluid
centrifugal casting
multiple spot
physical analogy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711106850.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108106770B (zh
Inventor
殷亚军
沈旭
计效园
郭钊
肖艮
李振涛
王志贤
周建新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201711106850.XA priority Critical patent/CN108106770B/zh
Publication of CN108106770A publication Critical patent/CN108106770A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108106770B publication Critical patent/CN108106770B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L7/00—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements
    • G01L7/02—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges
    • G01L7/08—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges of the flexible-diaphragm type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/08—Means for indicating or recording, e.g. for remote indication
    • G01L19/086—Means for indicating or recording, e.g. for remote indication for remote indication
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

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。

Description

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
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。
进一步地，所述离心转盘的底部设置有铁盒；所述无线数据传输组件包括收容在所述铁盒内的数据采集模块及无线发射器、以及数据接收模块，所述数据采集模块与所述多点薄膜压力传感器连接，其用于采集所述多点薄膜压力传感器检测到的压力数据，并将采集到的所述压力数据传输给所述无线发射器；所述无线发射器用于将接收到的所述压力数据传输给所述数据接收模块；所述数据接收模块与所述终端相连接，其用于将接收到的所述压力数据传输给所述终端。
进一步地，所述多功能模具是采用透明有机玻璃材料制成的。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的用于离心铸造物理模拟的充型流体压力在线测量系统主要具有以下有益效果：
1.采用多个多点薄膜压力传感器来在不影响流体流动的情况下、实时测量充型流体多点的动压力，并结合无线数据传输组件来获得高速旋转条件下的充型流体的动压力的三维分布；
2.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行为特征和运动规律的研究及分析提供了有力的数据支持；
3.所述多点薄膜压力传感器上涂覆有防水涂料，保证了自身的工作稳定性，由此提高了采集的压力数据的连续性及准确性；
4.采用无线数据传输组件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，便于使用者直观地查看及研究。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式提供的用于离心铸造物理模拟的充型流体压力在线测量系统的结构示意图；
图2是图1中的用于离心铸造物理模拟的充型流体压力在线测量系统沿一个角度的示意图；
图3是图1中的用于离心铸造物理模拟的充型流体压力在线测量系统沿另一个角度的示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-实验台，2-离心转盘，3-多功能模具，4-多点薄膜压力传感器，5-铁盒，7-数据接收模块，8-终端。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1、图2及图3，本发明较佳实施方式提供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的研究提供了有力的数据支持。
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及无线数据传输组件，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离心铸造流体充型流动过程，所述多点薄膜压力传感组件用于同步跟踪测量充型流体在填充模具时动压力的三维分布情况，所述无线数据传输组件用于将所述多点薄膜压力传感组件测得的压力数据传输给终端8，所述终端8用于对接收到的所述压力数据进行统计及处理以直观的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规律。
所述离心铸造物理模拟平台包括实验台1、离心转盘2及多功能模具3，所述离心转盘2设置在所述实验台1上，所述多功能模具3可拆卸地连接于所述离心转盘2上。所述离心转盘2上设置有定位螺纹孔，所述离心转盘2通过所述定位螺纹孔固定在所述实验台1上。所述多功能模具3通过螺栓可拆卸地连接于所述离心转盘2。本实施方式中，所述离心转盘2上设置有独立电源，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；所述离心转盘2的底部还焊接有铁盒5；所述多功能模具3是采用透明有机玻璃材料制成的，其具有可拆卸性，以便于自身的清洗与安装。
所述多点薄膜压力传感组件引线安装在所述离心转盘2的内壁上，其随着所述离心转盘同步转动。所述多点薄膜压力传感组件包括多个多点薄膜压力传感器4，多个所述多点薄膜压力传感器4均匀排布在所述离心转盘2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3中填充时流体压力在各处的分布情况。所述独立电源与所述多点薄膜压力传感器4电性连接。本实施方式中，所述多点薄膜压力传感器4具有防水功能，其上涂覆有防水涂料，以保证所述多点薄膜压力传感器4的工作稳定性。
所述无线数据传输组件包括收容在所述铁盒5内的数据采集模块及无线发射器、以及数据接收模块7，所述数据采集模块与所述多点薄膜压力传感器4连接，其用于采集所述多点薄膜压力传感器4检测到的所述充型流体的压力数据，并将接收到的所述压力数据传输给所述无线发射器，所述无线发射器将接收到的压力数据传输给所述数据接收模块7。所述数据接收模块7与所述终端8相连接，其用于将接收到的压力数据传输给所述终端8。本实施方式中，所述数据采集模块及所述无线发射器均与所述独立电源电性连接。
所述终端8用于将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压力随时间的变化曲线及三维空间分布。
本发明的用于离心铸造物理模拟的充型流体压力在线测量系统，其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的研究提供了有力的数据支持。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一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。
2.如权利要求1所述的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。
3.如权利要求2所述的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。
4.如权利要求2所述的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：所述多点薄膜压力传感引线设置在所述离心转盘的内壁上。
5.如权利要求2所述的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。
6.如权利要求5所述的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。
7.如权利要求5所述的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：所述离心转盘的底部设置有铁盒；所述无线数据传输组件包括收容在所述铁盒内的数据采集模块及无线发射器、以及数据接收模块，所述数据采集模块与所述多点薄膜压力传感器连接，其用于采集所述多点薄膜压力传感器检测到的压力数据，并将采集到的所述压力数据传输给所述无线发射器；所述无线发射器用于将接收到的所述压力数据传输给所述数据接收模块；所述数据接收模块与所述终端相连接，其用于将接收到的所述压力数据传输给所述终端。
8.如权利要求2所述的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：所述多功能模具是采用透明有机玻璃材料制成的。
CN201711106850.XA 2017-11-10 2017-11-10 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 Active CN108106770B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711106850.XA CN108106770B (zh) 2017-11-10 2017-11-10 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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711106850.XA CN108106770B (zh) 2017-11-10 2017-11-10 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108106770A true CN108106770A (zh) 2018-06-01
CN108106770B CN108106770B (zh) 2019-05-03

Family

ID=62207536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711106850.XA Active CN108106770B (zh) 2017-11-10 2017-11-10 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

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108106770B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3756307A (en) * 1971-07-15 1973-09-04 Pont A Mousson Centrifugal casting machine with fluid pressure sealing means
CN201020520Y (zh) * 2007-01-18 2008-02-13 马强 卧立复合式离心浇铸机
CN101983801A (zh) * 2010-05-28 2011-03-09 淮阴工学院 离心铸造环形阵列式自动化生产线
CN201855932U (zh) * 2010-11-16 2011-06-08 赵亨来 自动离心铸造机
CN202886050U (zh) * 2012-08-08 2013-04-17 罗斯蒙德公司 过程流体压力测量系统
CN103357837A (zh) * 2013-07-24 2013-10-23 西安工程大学 真空感应离心铸造设备及铸造钛合金铸件的方法
CN203745125U (zh) * 2013-09-26 2014-07-30 罗斯蒙特公司 压力隔离歧管和压力测量系统
CN104729777A (zh) * 2015-04-01 2015-06-24 太原理工大学 一种用于相似模拟试验的应力测试装置及方法
CN104801688A (zh) * 2015-04-21 2015-07-29 华中科技大学 一种模拟离心铸造的多环薄壁模具
CN104874760A (zh) * 2015-05-21 2015-09-02 凤冈县凤鸣农用机械制造有限公司 真空离心铸造设备
CN105583371A (zh) * 2015-12-24 2016-05-18 华中科技大学 一种物理模拟航空发动机中介机匣件铸造成形过程的模具
CN106598340A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 四川大学 压力识别装置
CN106735043A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 河南工业大学 立式离心铸造的气泡运动物理模拟装置及其模拟铸型

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3756307A (en) * 1971-07-15 1973-09-04 Pont A Mousson Centrifugal casting machine with fluid pressure sealing means
CN201020520Y (zh) * 2007-01-18 2008-02-13 马强 卧立复合式离心浇铸机
CN101983801A (zh) * 2010-05-28 2011-03-09 淮阴工学院 离心铸造环形阵列式自动化生产线
CN201855932U (zh) * 2010-11-16 2011-06-08 赵亨来 自动离心铸造机
CN202886050U (zh) * 2012-08-08 2013-04-17 罗斯蒙德公司 过程流体压力测量系统
CN103357837A (zh) * 2013-07-24 2013-10-23 西安工程大学 真空感应离心铸造设备及铸造钛合金铸件的方法
CN203745125U (zh) * 2013-09-26 2014-07-30 罗斯蒙特公司 压力隔离歧管和压力测量系统
CN104729777A (zh) * 2015-04-01 2015-06-24 太原理工大学 一种用于相似模拟试验的应力测试装置及方法
CN104801688A (zh) * 2015-04-21 2015-07-29 华中科技大学 一种模拟离心铸造的多环薄壁模具
CN104874760A (zh) * 2015-05-21 2015-09-02 凤冈县凤鸣农用机械制造有限公司 真空离心铸造设备
CN105583371A (zh) * 2015-12-24 2016-05-18 华中科技大学 一种物理模拟航空发动机中介机匣件铸造成形过程的模具
CN106598340A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 四川大学 压力识别装置
CN106735043A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 河南工业大学 立式离心铸造的气泡运动物理模拟装置及其模拟铸型

Also Published As

Publication number Publication date
CN108106770B (zh) 2019-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102608440B (zh) 一种静电传感实验系统及颗粒摩擦带电量的测量方法
CN105004466B (zh) 一种高精度非接触气动摩擦阻力测量方法及测量装置
CN106017511B (zh) 一种光纤陀螺温度系数测试和补偿方法
Kim et al. Three-dimensional particle tracking velocimetry for turbulence applications: case of a jet flow
Hou et al. A novel single-camera approach to large-scale, three-dimensional particle tracking based on glare-point spacing
CN202599971U (zh) 一种基于电阻应变计的液体流速测量装置
CN105651416A (zh) 一种电流型温度传感器电路
Shi et al. A self-powered triboelectric multi-information motion monitoring sensor and its application in wireless real-time control
CN108106770B (zh) 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
Zhang et al. Videogrammetric measurement for model displacement in wind tunnel test
CN110865326A (zh) 一种静电电荷量传感器标定装置及方法
CN206300968U (zh) 一种加速度计测试装置
CN104655149A (zh) 一种惯导系统测试系统
CN105222973B (zh) 用于振动信号阶次跟踪的现场校准方法
CN108279194B (zh) 雾滴浓度检测装置及检测方法
CN208905040U (zh) 一种手机
CN109556505A (zh) 基于电容原理的微型油膜厚度在线快速标定系统及方法
CN101187672A (zh) 流速流向测量装置及其方法
CN106814304A (zh) 一种陀螺仪电路板老化测试系统
CN209399919U (zh) 基于电容原理的微型油膜厚度在线快速标定系统
CN211783508U (zh) 一种有限转角范围速率特性的测试装置
CN105334349B (zh) 一种液浮加速度计闭环测试系统及其测试方法
CN205787117U (zh) 一种排球测速系统
CN206020019U (zh) 一种周向阀口特性试验台
CN206114054U (zh) 一种实验用高精度无线数字水深传感器系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant