基于ANSYS的铸钢车轮铸造过程的温度场分析

为观察铸钢车轮凝固时内部的温度分布情况，利用ANSYS软件对铸钢车轮铸造过程进行了瞬态热分析模拟，得到了冷却时铸钢车轮的温度及温度梯度的分布，模拟结果较真实地反映了铸钢车轮的温度变化过程，从而可以预测缩孔、缩松、热裂等缺陷出现的位置及可能性，为优化铸造工艺方案提供了科学依据。     

铸钢车轮铸造工艺的数值模拟实验

针对铸钢车轮传统铸造工艺出品率低的问题,结合现场实际生产条件,采用三维建模软件设计铸造工艺,使用数值模拟软件对铸造工艺进行模拟分析和改进,提高车轮的铸造工艺出品率,达到降低冶炼成本的目的,为公司车轮铸造工艺的制作提供方向。     

低压铸造铝合金车轮充型过程数值模拟的研究

利用数值模拟技术,对低压铸造铝合金车轮的流动、充型过程进行了分析。应用表明,流动场数值模拟技术可以跟踪液态金属的充型形貌,分析各部位的压力分布,为优化铸造工艺、改进模具设计提供了有效的手段。     

低压铸铝合金车轮充型过程数值模拟的研究

利用数值模拟技术，对低压铸造铝合金车轮的流动，流型过程进行了分析，应用表明，流动场数值模拟技术可以跟踪液态金属的充型形貌，分析各部位的压力分布，为优化铸造工艺、改进模具设计提供了有效的手段。     

ZG50SiMn铸钢车轮性能的改善

ZG50SiMn铸钢车轮在铸造生产中经常出现裂纹,通过复合孕育处理,改善ZG50SiMn钢的组织与性能的研究表明,在钢中加入适量的RE-Ca-Ti,可使钢的组织细化,改善夹杂物的形态与分布,从而使钢具有较高的综合力学性能与耐磨性,克服一般低合金钢热裂的倾向。     

铸件裂纹产生原因及防止措施

裂纹,俗称裂缝、炸缝,是常见的铸造缺陷之一,根据裂纹形成的温度范围和原因,可分为热裂、冷裂和温裂三种。 1.热裂铸件在凝固末期及凝固后不久的温度范围内(铸钢1250～1400℃,铸铁1000～1150℃),这时铸件的强度及塑性很差。由于铸件固态线收缩受到阻碍,在铸件中便产生了铸造应力。当铸造应力超过铸件该温度下的强度时,铸件便开裂形成裂纹。热裂纹短而弯曲,常产生在铸件较厚的地方、拐角     

基于Experto-ViewCast的铸钢车轮件铸造工艺研究

运用Experto-View Cast软件对ZG340-640铸钢车轮件的铸造工艺方案进行了设计。通过对凝固过程的模拟计算,确定该铸件容易出现缺陷的部位;针对缺陷所在的位置设计铸造工艺,并通过铸造CAE工程确定最佳的设计方案;经西部重工股份有限公司生产实践,证明按照该设计方案生产的车轮件能通过超声波探伤检验,内部没有出现气孔、缩孔、缩松等铸造缺陷,获得理想的铸件。     

铝合金大铸锭半连铸过程的热应力数值模拟

利用大型有限元软件MSC. MARC建立了直径为550 mm的7050铝合金大铸锭的半连续铸造热一力耦合有限元模型,考虑了凝固时结晶潜热的影响,给出了半连铸过程复杂的边界条件,分别对不同铸造速度和铸造温度下的温度场、应力场进行了模拟分析.结果表明:半连续铸造过程中,铝圆锭外层受压应力、心部受拉应力;铸造速度对应力影响较大;提高铸造速度与铸造温度使铝锭产生裂纹的倾向性增大.     

回转窑大型铸钢齿轮铸造工艺的设计

以水泥回转窑大型铸钢齿轮为例,介绍了利用计算机技术进行铸造工艺的优化设计,并对铸件的凝固过程进行了模拟计算。模拟结果表明,方案一并不能完全消除铸件中的缺陷。由于铸件的体积较大,在浇注过程中金属液的温度很快降低,导致在铸件中形成了铸造缺陷。为了消除这种缺陷,对浇注系统进行了保温处理,采用保温浇道,模拟结果显示这种浇注系统能有效地保持浇道中金属液的温度,从而为铸件凝固收缩提供了足够的金属液。     

基于流变学模型的铸钢试件三维热应力数值模拟及热裂机理研究

建立了铸件凝固过程热应力模拟的三维流变学本构方程及其有限元算法和基于流变学模型的ＦＤＭ／ＦＥＭ 集成的三维应力应变分析系统。对带热节的铸钢试件在不同约束条件、不同浇注温度、砂型初始温度及受阻长度等情况下进行了数值模拟,进而研究了这些因素对热裂趋势的影响。研究结果表明粘塑性应变是热裂产生的主要因素。     

Computational modeling and control system of continuous casting process

A finite difference model was developed and applied to calculate the temperature distribution and solid shell thickness profile of continuous cast in a steel plant and to control the process of continuous casting. In the developed model, the optimization module of the water distribution of secondary cooling zone was established according to the metallurgical criterion for billet and target temperature controlling principle. The quantitative relation expressions of casting speed and water amount can be regressed by the result data. Meanwhile, the non-linear material properties of specific heat and thermal conductivity as well as phase changes during solidification were considered in the model. The calculated results of the model were in good accordance with measured data in the steel plant. Finally, a continuous casting and control system was developed based on the model. The relations between technology parameters including casting speed, cooling intensity, superheat of melt, and the casting process were analyzed with the system. The system could also be used to predict the optimum process parameters and the water distribution of secondary cooling zone on the new steel grade continuous casting.     

机器人打磨铸钢件的效率与打磨力研究

对于给定材料与工况环境,磨削效率和砂轮磨削力只与磨削深度、砂轮线速度和工具进给速度3个因素存在直接关系,而磨削效率可由单位时间磨除材料的体积表达。基于自主设计的一套工业机器人打磨系统,针对铸钢材料通过四因素多水平正交试验法,找出了最高磨削效率下各因素的参数值,并分析了磨削参数对磨削力影响的敏感性。通过实时采集机器人关节电机和磨削工具电机的工作扭矩值,计算出砂轮在不同磨削参数下的磨削力值,并利用多元线性回归分析方法,得出针对铸钢材料的磨削力经验公式。研究内容对机器人在铸钢件磨削过程中的控制参数设定,以及磨削工具结构的进一步优化设计,提供了有益的参考。     

高锰钢小方坯连铸工艺开发

根据80Mn14高锰钢的热裂敏感性、热塑性、高温机械性能以及自身连铸机特点,通过采用低浇铸过热度、电磁搅拌技术、合适的二冷弱冷制度以及矫直制度等连铸工艺,实现以小方坯连铸的方式生产出合格的80Mn14高锰钢铸坯,并完全满足轧制以及使用要求。     

铝杆连铸机结晶轮滚压过程的有限元仿真与分析

介绍了φ9.5 mm电工圆铝杆连铸连轧生产线设备中连续铸造结晶轮制造工艺,应用滚压工艺技术,提高结晶轮的耐磨性、抗疲劳强度和使用寿命。通过对滚压技术研究和结晶轮结构分析,采用Pro/E软件实体建模、ANSYS11.0有限元软件和接触分析技术,对滚压过程进行仿真,对结晶轮应力分布和变形情况进行分析,确定了所需的滚压力,并在模拟的基础上进行实践验证。模拟结果和实践数据基本吻合,对自制滚压机的设计、滚压工艺制度的制定有着积极的意义。     

基于生死单元法的双辊铸轧过程热-力耦合数值模拟

以二辊160mm×150mm立式铝带实验铸轧机为对象,基于MSC.Marc商用有限元软件及其二次开发接口,引入纯铝固-液两相材料本构模型和界面压力热阻数学模型,建立了双辊铸轧过程热-力耦合非线性有限元模型。采用生死单元法模拟铝液的连续浇入,解决了辊套和铸轧区铝带材间的连续耦合传热问题。通过数值模拟,给出了铸轧速度、浇铸温度、熔池高度等因素对KISS点位置和辊面温度时间历程的影响规律,并对典型工况温度模拟结果进行了实验验证。     

基于UG的铸钢件浇注系统CAD二次开发

介绍了铸钢件浇注系统的设计原则和利用UG/Open开发铸造工艺CAD铸钢件浇注系统模块的一般流程。借助所开发的铸造工艺CAD铸钢件浇注系统模块,工艺人员可以方便地建立、删除和修改多种常见形式的浇注系统。     

异形坯连铸离线动态二冷控制模型的研究与开发

针对异型坯连铸二次冷却过程,基于凝固传热理论建立其二维凝固传热模型,采用非等间距网格离散空间区域,采用显式有限差分算法离散传热方程。以铸坯温度为控制目标建立了PID反馈控制模型。应用Visual Basic 6.0程序设计语言,开发了连铸二冷区离线动态配水控制软件,在铸坯拉速、浇铸温度和钢种发生变化后,该配水控制软件能够对进入二冷区的铸坯信息实行全程跟踪、记录、显示并动态地分配二冷各区的水量,保持铸坯温度分布的稳定。该软件界面友好、通用性强,运行结果证明其控制效果良好,从而为异型坯二冷水量实时动态控制系统的开发奠定了基础。     

高锰钢前导轮铸造工艺模拟及优化

高锰钢前导轮内腔结构复杂,需要合理的铸造工艺以避免填内部产生铸造缺陷。为此,采用商业软件ProCAST对导轮轴孔处设一个明冒口的单冒口工艺（SR）和两个明冒口的双冒口艺艺（DR）进行缺陷预测、计算发现,单冒口工艺（SR）的缺陷形成倾向低于双冒口的工艺（DR）。进而,通过调整单冒口工艺（SR）的冷铁形状、位置及增大轮缘处暗冒口体积．提出优化工艺M1;在M1基础上,通过减小轴孔处明冒口体积,并加大该处冒口保温砖厚度,提出优化工艺M2,模拟计算表明,采用M1和M2工艺均可消除导轮轮缘处的缩孔缩松缺陷;以M2的热裂倾向最小,热裂纹主要出现在前导轮内腔垂直拐角处和轴孔附近。     

Simulation of defects and stresses in castings

For cast aluminum wheel both the technology of low-pressure permanent mold casting and the bending test were simulated. The shrinkage defects and residual stresses were predicted by computer methods. The total stress fields were examined taking into account the metal structure and the technological features. Non-uniform strength distribution was detected in the cast alloy. It was shown that the technological residual stresses affect the magnitude and distribution of stress concentrators in the part under load.