基于ProCAST的汽车缸套离心铸造数值模拟研究

建立了汽车缸套离心铸造凝固过程数值分析的数学及物理模型,阐述了离心铸造凝固的数值模拟方法,求解得到了汽车缸套离心铸造过程中的温度场、液固相分布及缩孔缩松状况。总结了汽车缸套的一般凝固规律,为汽车缸套的铸造工艺优化设计提供了数值依据。     

离心力场下铸造充型行为数值模拟

建立了离心力场下铸造充型流动的数学模型,采用VC++语言自行编制了离心力场铸造充型及凝固传热的计算机模拟软件。通过模拟旋转圆柱容器中的液体从重力静止水平自由表面状态过渡到离心抛物面自由表面的动态变化过程,并与理论解析曲线对比,以及钛合金薄壁件离心浇注充型状态与试验结果的对比,检验了所建立的理论模型及计算程序的正确性。通过对钛合金薄壁铸件在重力场与离心力场浇注工艺条件下合金熔体充型行为数值模拟结果的对比表明,在一定转速条件下,金属液的离心浇注比重力浇注具有强得多的薄壁充型能力。     

阀体不锈钢件铸造过程的计算机辅助设计

利用Pro/E三维造型软件,运用MAGMAsoft铸造数值模拟软件对阀体铸钢件充型凝固过程进行了模拟分析。通过对铸件铸造全过程的CAD/CAE研究,准确地反映了铸件充型凝固过程的实际状况,预测了可能产生的铸造缺陷及产生缺陷的部位。研究结果表明,在靠近阀体铸件热节部位放置冒口以及在法兰底部添加冷铁,可使之顺序凝固,能有效地改善热节状态,达到消除和控制缺陷的目的,使铸件能够达到质量要求。     

高磷铸铁缸套毛坯的离心铸造工艺研究

通过对某种高磷铸铁缸套毛坯的离心铸造,分析了离心铸型转速的选择,介绍了离心铸造的铸型及铸型涂料,简述了熔炼及浇注过程。生产实践结果表明,生产出来的铸件满足质量要求。     

柱塞泵盖铸造工艺及数值模拟应用

通过对柱塞泵盖液压铸件结构分析,预先设计方案模拟比较确定铸造工艺方案,运用数值模拟进行充型模拟和凝固模拟,预测铸造过程中的铸造缺陷。通过对充型及凝固过程的可视化分析,进行工艺优化,根据优化工艺实际制作模具浇注铸件验证。通过使用数值模拟为薄厚不均匀液压球墨铸铁铸件的开发提供理论依据和实践指导,缩短新产品开发周期、降低开发成本。     

盘体类零件低压铸造过程的ANSYS数值模拟

在低压铸造成形过程中,液态金属流体的充型和凝固是其中最核心和最重要的两步流程,其工艺水平将决定铸件的成型质量和成品率,而且铸造过程中所产生的各类铸造缺陷大都来自于这两个阶段。本文将对盘体类零件低压铸造的充型和凝固过程进行计算机数值模拟,介绍其理论基础,并将温度场数值模拟技术和流场数值模拟技术耦合仿真,运用ANSYS有限元软件中的CFD流体仿真模块和Thermal模块,对盘体类零件低压铸造充型和凝固过程中的流场和温度场变化进行研究。     

工作站环境下充型凝固过程数值模拟技术的研究

铸造充型凝固过程的数值模拟已成为铸造领域最热门的研究课题之一。目前,凝固过程的温度场数值模拟及缩孔缩松预测已应用于实际生产,充型,热应力,微观组织等基础研究及实用化进程亦取得很大进展。     

金属铸造界面传热系数的试验研究及其确定

金属铸造凝固过程中,在接触界面间会产生热阻.热阻的大小随空间和时间变化,常常主导着热传导的过程,通常将热阻的影响表示为界面传热系数,在温度场数值模拟中,铸件与铸型间的界面传热系数是关键的参数.利用有限元分析软件ANSYS结合试验数据,模拟了铸造凝固过程的温度场,分别考虑了不同界面传热系数对模拟结果的影响,并将模拟数据与试验结果进行了比较,发现了金属型铸造界面传热系数随时间变化的规律,以及铸件与铸型的接触位置对界面传热系数的影响.     

基于Anycasting的球墨铸铁汽车泵体铸造工艺优化

本文基于Anycasting软件对球墨铸铁汽车泵体的浇注系统进行数值模拟,侧重分析了铸件充型、凝固过程中温度、压力以及速度场的变化规律。最后由模拟结果来预测该零件可能产生的铸造缺陷,进一步提出改进方案,本文的研究可为实际铸造生产中浇注系统的设计与优化提供理论依据,有助于提高铸件的铸造质量。     

砂型铸造刹车盘的工艺优化

采用Procast软件对砂型铸造中刹车盘的充型及凝固过程进行数值模拟,直观分析铸件中缺陷产生的部位及形成原因。在此基础上,提出了刹车盘的优化工艺,模拟与实验结果显示,该优化工艺能够有效解决铸造缺陷,提高铸件质量。     

铸造模拟仿真软件在汽车零件铸造工艺设计中的应用

以制动主缸为例,介绍了ProCAST软件在金属型重力铸造工艺中的应用,对制动主缸充型和凝固过程中产生的常见缺陷,进行了预测分析,通过软件的后处理模块,能直观地观测到铸造生产过程中气体包卷、缩孔等缺陷的分布,对铸造缺陷准确的预测,能有利于评价铸造工艺方案、把握铸件品质的影响因素,透彻认识铸造过程,同时有利于为铸造工艺的改进提供正确的方法,避免了多走弯路,节约了试制成本,提高了产品品质。     

强制风冷在大型铸钢件砂芯上的应用

通过活动横梁铸件简化模型研究了冷铁、自然风冷和强制风冷对厚壁回转体大型铸钢件凝固时间和砂芯温度场的影响。砂芯采用强制风冷铸件凝固时间最短,而采用冷铁不能缩短铸件凝固时间。通过对比不同冷却条件砂芯的温度场发现无强制冷却砂芯和冷铁砂芯分别在13 h和12 h出现热饱和现象,随后砂芯中心到铸件的温度梯度转为负值,砂芯向铸件输送热量;而砂芯采用自然风冷和强制风冷时从砂芯中心到铸件建立了正的温度梯度,能有效吸收铸件凝固期间释放的热量而改善其冷却条件;强制风冷对流换热系数高,冷却作用明显。对活动横梁铸件原始工艺改进,砂芯采用强制风冷;模拟结果与原始工艺相比缩孔位置上移,表明冒口补缩能力增强;同时砂芯实测温度场与模拟温度场相吻合,验证了模拟结果的可行性,由于砂芯在高温热作用下的时间短,经改进工艺所生产的活动横梁铸件中心孔表面无机械粘砂。     

铝合金汽车轮毂铸件凝固过程缺陷CAE分析

用对比定量的方法研究了浇注温度、模具预热温度对模具温度场的影响,探讨了冷却方式、浇注速度及模具结构对铸件缺陷的影响.运用某铸造模拟软件对其模具及铸件进行了压铸过程温度场分析和轮毂低压铸造充型及凝固过程做了模拟分析,介绍了铸件缺陷-缩松,缩孔的成因,利用CAE技术分析了铝合金汽车轮毂在凝固过程中浇注速度、冷却方式对缩松,缩孔的影响。     

Microstructural characterization,defect and hardness of titanium femoral knee joint produced using vertical centrifugal investment casting

Centrifugal investment casting is an attractive method of producing orthopedic implants. This study investigated the effects of low rotational speed of vertical centrifugal investment casting on the microstructural characteristics, porosities and hardness of a titanium femoral knee. The centrifugal investment casting was conducted at 45-65 rpm. The microstructure, defects and microhardness of titanium resulting from centrifugal investment casting were discussed. Experimental results showed that centrifugal casting at a rotational speed of 45-65 rpm could obtain the casting without damaging the surface. The largest inner defect was typically the shrinkage because of the solidification process beneath the smallest parts. The microstructure transformed from a fine grain on the subsurface to a slightly coarse one in the inner region. Microhardness profiles on the cross section presented a decreasing tendency from the surface to the inner region because of the shift of the microstructure.     

离心铸造铝梯度复合材料的组织与性能

针对传统铁质气缸套与铝合金气缸体匹配性差,长期使用导致漏油、漏气等问题,提出了一种制备铝基梯度复合材料气缸套的新思路。依此思路,采用Al-19Si-5Mg-1Cu-1Ni-1Ti-1Mn合金为毛坯材料,通过离心铸造的方式成功制备了初晶Si与Mg2Si颗粒互补增强的铝基梯度复合材料。从心部到外壁,该梯度复合材料具有两层结构,内层含有高体积分数初晶Si与Mg2Si颗粒,形成增强层;外层没有初晶颗粒,为非增强层。对两层结构的部分常温性能指标进行初步测试,结果显示,增强层具有高硬度、高耐磨性和良好热稳定性的特点。     

低压铸造薄壁板件的流动与传热耦合数值模拟

采用 VOF法处理自由表面 ,达西源项法处理固 -液两相区流动 ,开发了铸造过程流动与传热耦合数值模拟软件。通过对流场及温度场分别采用不同的计算域和时间步长 ,大大提高了计算效率。利用该软件模拟了一薄壁板件的低压铸造过程 ,并进行了实验验证。数值模拟结果表明 ,对薄壁件而言 ,充型过程的流动对铸件初始温度分布影响较大 ,但充满后的残余流动对温度分布影响较小     

Optimal gating system design for investment casting of sterling silver by computer-assisted simulation

The first requirement of all casting processes is complete filling without any defects after solidification. However, casting defects often occur in casting processes, especially incomplete filling. The causes of incomplete filling are related to poor gating system, incorrect pouring, and molding temperature. A suitable shape and dimension of gating system will increase the melt flow while it is feeding into mold cavity by eliminating excessive pouring and molding temperature. The objective of this study is to develop a new design of gating system for eliminating incomplete filling. The new shape and dimension of pouring cup, main sprue, and sprue base are proposed and investigated. The computational flow model is solved with the aid of computer simulation. The targets of an optimum solution are increasing the efficiency of metal flow and reducing turbulence. The experiments are conducted to validate the simulation data. The results of this study will aid in the elimination of casting defects and increase the productivity.     

Al2O3-TiC陶瓷刀具切削铸铁缸套的磨损机理的研究

讨论了Al2O3-TiC复合陶瓷刀具切削HT200缸套的试验过程.缸套为离心铸件,切削性能较差;由扫描电镜对刀具的磨损形态进行观察,分析了刀具磨损特征及磨损机理.试验表明:刀具磨损机理主要为冲击磨损、磨粒磨损、扩散磨损等.     

柴油机缸套磨损故障的机体振动监测研究

研究了柴油机缸套磨损故障的机体振动监测,包括缸套破坏性磨损故障时的机体振动。首先分析了活塞对气缸套的冲击,建立了活塞撞击气缸套侧推力的数学模型,探讨侧推力的大小及作用时间。分析表明,柴油机活塞撞击是机体表面振动的主要激励源。通过模拟试验得知,缸套磨损状态有4种,当缸套间隙正常或中等磨损时,机体振动的增长速度较慢;严重磨损时,振动特征参数值明显增大;如果缸套处于破坏性磨损程度时还继续工作,机体振动则呈指数式增长。这说明机体表面振动特征值的改变可以反映缸套间隙的变化,因此,基于柴油机机体振动对缸套的磨损进行监测是可行的、有效的。