基于空心坯料挤压AZ80镁合金轮毂组织与性能研究

为有效提升镁合金轮毂的综合力学性能,提出空心坯料挤压方法。采用数值模拟及试验的方法,对比研究空心坯料挤压及传统挤压AZ80镁合金轮毂的主要成形工艺,分析轮辐部位的显微组织和力学性能。结果表明:空心坯料挤压显著提高变形量,轮辐部位等效应变较传统挤压提高2倍;与传统工艺相比,空心坯料挤压AZ80镁合金轮辐的晶粒细小均匀,第二相分布也更均匀,其硬度、屈服强度、抗拉强度及伸长率均得到明显提升。该方法为提升轮毂性能提供新思路。     

汽车轮毂冲击试验的力学模型研究

研究汽车轮毂冲击试验的解析预测方法 .基于曲杆弯曲理论和动静法,建立了汽车轮毂冲击试验轮辐处的最大应力的理论计算模型;通过与有限元计算结果的对比,验证了理论模型的准确性.对比一批汽车轮毂的冲击试验的有限元和理论模型的计算结果,可知,理论模型的准确度与轮辐曲率变化、截面形状复杂程度有关,最大相对误差不超过15%.该研究为汽车轮毂快速优化设计提供了方法和理论依据.     

铝合金轮毂冲压焊接工艺研究

分别采用卷制工艺、冲压工艺和机械加工工艺制备铝合金轮毂的轮缘、轮辐和轮毂,将其焊接成铝合金轮毂,进行检验和测试。结果表明:705合金在退火、固溶处理状态下都有软化倾向,可进行后续的轮缘卷制和轮辐冲压;焊接接头的母材热影响区晶粒粗大,焊缝区为等轴晶组织;焊缝区的断裂方式为延性断裂;铝合金轮毂的显微组织致密,纵向组织中未溶解相沿板材轧制方向分布且结构明显,横向组织中各向异性较小;铝合金轮毂的抗拉强度Rm为400~515 MPa、屈服强度Rp0.2为330~450 MPa、伸长率A为9%~17%。     

A356铸造铝合金车轮轮辐裂纹分析及改进方法

针对轻量化铝合金车轮在径向疲劳试验中的轮辐背腔表面裂纹失效，通过分析轮毂受力，建立力学模型；通过轮辋变形试验，轮辐应变采集试验，采集轮辐受力情况。结果表明：仿真轮辐裂纹处疲劳强度为72 MPa。根据断裂力学得出，过度轻量化导致轮辐横截面积减小，造成应力幅增加，产生轮辐表面裂纹。调整工艺，将轮辐厚度从22.66 mm增至23.06 mm后，增加轮辐横截面积，径向疲劳试验合格。     

摩托车铝合金轮毂的挤压铸造

摩托车铝合金轮毂的挤压铸造吴岳壹林宏权（兵器工业第五二研究所宁波分所）轮毂是摩托车上的一个重要受力零部件，行驶过程中要受到弯曲、扭转、冲击、震动等多种作用，受力状态较复杂，要求具有良好的综合机械性能，以保证驾驶者安全。铝合金轮毂具有重量轻、导热性好、...     

基于FDM/FEM的镁合金挤压铸造温度场数值模拟

开发模拟挤压铸造凝固过程中温度场变化的有限差分/有限元计算模型,该模型包括凝固过程中的潜热释放。温度场模拟中采用交替隐式算法;应力场模拟中采用热粘弹塑性本构模型。为验证模型的正确性,对镁合金AM50A圆柱体实验件挤压铸造温度场变化过程进行模拟计算,模拟结果与实验结果基本一致。     

挤压铸造2A50合金不同固溶处理状态的显微组织和偏析缺陷

对用挤压铸造工艺和2A50合金生产的铝合金轮毂,借助差热分析仪、金相显微镜和扫描电镜等手段,研究挤压铸造2A50合金不同热处理状态下的显微组织和偏析缺陷。结果表明:挤压铸造2A50合金的组织特征为铸造组织;T6处理后的组成相为Mg2Si相、ω(Cu4Mg5Si4)相和θ(Al2Cu)相,合金的过烧温度为530℃,偏析缺陷的过烧温度为525℃;降低浇注温度或模具温度,添加微量元素Ti、B,可减缓或消除"挤压铸造异常偏析"。     

变形态AZ80+T5镁合金动态力学行为各向异性研究

为了研究AZ80+T5镁合金轮毂动态力学行为,采用分离式Hopkinson压杆分析了轮辐部位的动态力学性能及其塑性变形机制。结果表明:在高应变率加载条件下,该镁合金表现出较明显的力学性能各向异性;随应变速率的增加,不同取样方向的塑性变形机制也有差异,即加载方向与轮辐径向平行,呈0°时,孪晶的数量呈先增加后减少的趋势;呈45°时,孪晶数量先增加后明显减少,流变曲线形状也由近乎线性到凸形;呈90°时,孪晶数量几乎不变,曲线呈凸形。3个取样方向均表现出正应变率效应,但0°取样方向的应变率效应明显低于其他两个方向。     

线型聚能切割器轴向直角连接射流形成特性

为了比较线型聚能切割器轴向内直角相连和外直角相连时的射流形成特性,采用数值模拟方法进行了射流形成研究,并通过实验进行了验证.结果表明:切割器外直角连接产生的片状射流在侧边和直角连接处之间逐渐由宽变窄,而且随着侧边射流的不断向前运动,连接处射流将被不断地向两侧拉伸,最终产生断裂,其侵彻能力相对侧边的射流减弱较大;而切割器内直角连接时,两侧片状射流均向内运动,在连接处碰撞形成速度较高的射流,其侵彻能力比两侧的射流要强,数值模拟结果与实验结果相吻合.由于容器在直角连接处部分的断面尺寸比其他部分容器壁的尺寸要大,在条件许可的情况下应采用轴向内直角相连从外部对容器或零部件进行切割.     

某本体铸件石膏型低压铸造工艺的模拟及优化

利用FLOW-3D软件,对某本体铸件生产过程中出现的缩孔及疏松缺陷进行了模拟。模拟结果显示,在缺陷一侧增加浇口,同时对各浇冒口横截面及距离进行相应调整,缩孔及疏松缺陷消除。验证结果表明,根据模拟结果对石膏型低压铸造工艺进行优化后,试制的某本体铸件未见缩孔及疏松等铸造缺陷。     

一种新的基于FDM/FEM挤压铸造温度场计算模型

根据挤压铸造特点,构建一种新的基于FDM/FEM的温度场计算模型,实现FDM网格直接转化为FEM网格。建立AM50A镁合金压力和熔化温度变化的关系曲线,修正熔化温度值及与温度有关的热物性参数,通过温度与热物性参数关系建立数据库,为解决大型复杂铸件FEM网格剖分困难的问题提供参考。选用AM50A镁合金进行挤压铸造实验,验证测量结果与模拟结果基本一致。     

熔铸装药凝固过程温度场变化分析

为消除熔铸装药缩孔,对凝固过程内外温度场的关联工艺进行研究.分别对普通注装、冒口漏斗注装和热芯棒注装3种工艺熔铸装药凝固过程进行实验及结果分析,通过检测壳体外部温度预判壳体内部温度变化,实现壳体内部装药质量预判,得出影响熔铸装药凝固过程的温度变化规律.结果表明:装药凝固过程壳体内部温降随时间增加而降低,装药外部温度随内部中心温度降低而降低,且均呈直线变化.     

基于1∶80缩比实验机的离心熔铸模拟实验研究

在实验室环境下进行非球面镜离心熔铸实验,研究大口径非球面镜的离心熔铸技术,并验证研究方法的可行性。通过对大口径非球面镜离心熔铸工艺的温度场相似准则和缩比模型参数匹配方法的研究,设计1∶80离心熔铸环境相似缩比实验机,进行物理模拟实验。测量了缩比实验的温度场、应力场以及最终的镜胚面形偏差。实验结果与仿真结果对比显示,温度场测量结果与仿真结果的相对误差在1.0%~1.4%之间。非球面镜在转变温度附近采取适当保温工艺后,最大压应力降为0.98 MPa. 通过轮廓仪检测制得的非球面镜面形偏差为-83.823 3 μm,与仿真结果相符。采用仿真联合缩比实验的方法对离心熔铸工艺中的不可观测量进行研究,为离心熔铸工艺提供了理论参考依据和实验指导。     

铸态铍铝合金淬火过程温度场和应力场的模拟

利用ANSYS软件的热分析模块对铸态铍铝合金飞轮盘工件淬火过程进行模拟,分析工件在沸水淬火过程中其内部的温度场和应力场的变化情况,直观的得到淬火工件内部特殊节点的温度及应力变化规律。模拟结果表明,工件的不同部位,温度下降速率不同,但温度的最大值至始至终集中在轮壁外侧,最小值集中在工件棱角边缘。整个淬火过程中,温度变化的不一致容易导致内应力在局部区域分布不均,当内应力数值超过铍铝合金的屈服强度时,便会引起工件的局部变形甚至开裂。     

成型工艺对2,4-二硝基苯甲醚基熔铸炸药装药质量的影响

为了提高2,4-二硝基苯甲醚（DNAN）基熔铸炸药的装药质量,采用压力浇铸与真空浇铸成型工艺,研究其对DNAN基熔铸炸药温度场、缩孔疏松、相对密度及抗拉强度的影响规律。结果表明：压力浇铸使DNAN基熔铸炸药凝固时间缩短,药柱内部缩孔疏松及气孔减少;当成型压力达到0.8 MPa时,DNAN/奥克托今（HMX）炸药相对密度和抗拉强度分别提高了6.4%、9.9%,药柱无裂纹;DNAN/黑索今（RDX）炸药的相对密度提高了2.7%,但抗拉强度降低了40.8%,同时药柱存在裂纹。真空浇铸对DNAN基熔铸炸药凝固过程温度场无影响,使药柱内部缩孔疏松及气孔减少;当真空度达到0.08 MPa时,DNAN/RDX炸药的相对密度及抗拉强度分别提高了2.0%、14.3%,药柱无裂纹。因此,为了获得高质量的熔铸炸药,DNAN/HMX炸药可采用压力浇铸;DNAN/RDX炸药可采用真空浇铸。     

差压铸造ZL205A合金的组织及性能研究

采用差压铸造工艺制备ZL205A合金试样,对其进行力学性能、金相组织和断口形貌等测试分析。结果表明,该试样的抗拉强度495 MPa和伸长率12%均高于用低压铸造和重力铸造法制备的,且合金内部组织细化、无缩孔和疏松等铸造缺陷,拉伸试样断口呈韧性断裂。     

高强度变形铝合金半连续铸锭热裂纹的控制

采用半连续铸造工艺试制的高强度变形铝合金圆铸锭,热裂纹是常见的铸造缺陷。对热裂纹的形成原因和影响因素进行分析,并根据采取的措施,制定了合理的工艺流程。结果表明,通过调整合金成分、熔炼工艺和铸造制度,减少了铸锭的热裂纹倾向。     

大型铸钢电石轨道板的消失模铸造工艺

为提高制造大型铸钢电石轨道板的成品率,采用消失模铸造工艺代替砂型铸造工艺。从轨道板模样制作、浇注系统设计、涂料配制及其涂敷工艺、型砂充填方法、浇注工艺和热处理工艺的制定等方面介绍制造轨道板的技术与方法,并分析轨道板铸件变形的原因及解决措施。结果表明,用消失模铸造工艺制造大型铸钢电石轨道板,铸件外形尺寸及其内在质量符合产品图样的技术要求,工艺技术简单,成品率高,是砂型铸造工艺的1.11倍。     

铝合金电磁低压铸造CAD/CAE技术

研究铝合金电磁低压铸造CAD] CAE技术;通过研究电磁充型压力的确定方法、加压规范设计技术、低压铸造条件下的充型速度初始条件及缩孔缩松预测方法等建立CAD/CAE模型,并进行电磁泵低压铸造过程模拟计算;研究表明在低压铸造过程中可以通过控制电极电流实现压力的精确控制,考虑压力条件下的缩孔缩松预测模拟更准确;电磁泵低压铸造充型平稳,压力控制准确,是高质量铝铸件生产先进铸造工艺方法。