基于电磁场与流场耦合的电沉积加工过程仿真-中国有色金属学报.PDF

第 23卷第 1期 中国有色金属学报  2013年 1月  Vol.23 No.1  The ChineseJournal of Nonferrous Metals  Jan. 2013  文章编号：1004­0609(2013)01­0219­10  基于电磁场与流场耦合的电沉积加工过程仿真 吴蒙华，刘新功，王元刚，贾卫平  (大连大学 机械工程学院，大连  116622)  摘 要：在电沉积过程中运用 COMSOLMultiphysics建立电磁场、流场的数学模型，将有限元和有限差分相结合 进行电磁场和流场的耦合模拟分析，研究磁场对流场、电流密度分布、镀层表面形貌、晶粒及 SiC含量的影响规 律，并进行预测与验证。结果表明：施加平行磁场时，磁感应强度在极头之间分布均匀，溶液呈现不规则的运动， 镀层厚度预测值的最小误差为 1.84%，镀层的晶粒尺寸随着磁感应强度的增大而细化；施加垂直磁场时，两极头 间区域的磁感应强度较强，溶液呈现漩涡流动，且流速随磁场感应强度的增大而增大。XRD 分析表明：在所研究 磁感应强度范围内磁场对晶粒的取向没有明显的影响，镀层中 SiC含量随着磁感应强度的增大而增加。 关键词：磁场；流场；耦合；电沉积；数值分析 中图分类号：TG174.4；TQ153.2  文献标志码：A  Simulation of electrodeposition process based on  electromagnetic coupling with flow field  WU Meng­hua, LIU Xin­gong, WANG Yuan­gang, JIA Wei­ping  (College of Mechanical Engineering, Dalian University, Dalian 116622,China)  Abstract: The mathematical models of the electromagnetic field and the flow field in process of electrode positions were  established by COMSOL Multiphysics. The simulation analysis of coupling electromagnetic field and flow field was  realized by combining  finite element  and finite difference. The influences of the magnetic  field on the  flow  field,  distribution of current density, morphology of coating surface, grain size and SiC content were studied. The prediction  and validation were conducted. The results show that the magnetic flux density between the poles is uniform distribution  and the solution appears irregular movement in the parallel magnetic field, and the predictive value of minimum error of  coating thickness is  1.84%. The grain siz