考虑压室预结晶的镁合金压铸组织实验及模拟研究

针对镁合金压铸件表层晶粒细小均匀而心部晶粒较粗大且不均匀的特点,开展一系列压铸实验,研究镁合金压铸工艺对压室预结晶和压铸件最终凝固组织(特别是对晶粒大小、压室预结晶组织的含量及分布形态)的影响.采用数值模拟方法,以压铸实验统计数据为基础,建立了考虑压室预结晶的镁合金压铸形核模型,以此模拟更接近实际的压铸组织.应用所建立的形核及生长模型,模拟了不同压铸工艺下AM50镁合金阶梯压铸件的凝固组织,模拟结果与实验结果吻合较好.     

导热铝合金及铝基复合材料的研究进展

铝合金具有密度小、强度高、导电导热性好及加工简单等优点,基于这些综合性能的优势,其作为结构和散热材料广泛应用于汽车、电子及通讯等领域.然而随着系统及设备向着集成化、小型化、轻量化及高功率等方向发展,以铝为主体的金属材料的散热面临着严峻挑战.本文综述了国内外高导热铝合金及铝基复合材料的研究与开发现状,阐述了铝合金的导热机理以及合金成分和加工工艺等对铝合金导热性能的影响规律,分析了高硅铝、铝-碳化硅、铝-金刚石、铝-石墨片/碳纳米管等系列铝基复合材料的导热特性,展望了高导热铝合金及铝基复合材料研究存在的问题及未来的发展方向.     

某星载电子设备的力学仿真分析

星载电子设备面临着各种严酷的力学环境,具有极高的可靠性要求。文中为了节省环试成本,缩短研发周期,采用ANSYS建立了某星载电子设备的力学仿真模型;为了验证模型的准确性,进行了该电子设备的模态仿真及实测,经过比较发现两者数据非常接近;基于建立的仿真模型,分析了该电子设备在加速度过载、冲击、正弦振动及随机振动等各种工况下的结构响应和受力情况,得到了相应的位移和应力云图。结果表明该电子设备的结构设计满足星载环境要求。文中针对该电子设备的结构仿真及测试对于理解其力学特性具有重要的意义。     

镁合金冷室压铸组织中压室预结晶组织的研究

镁合金压铸过程中压室预结晶对压铸件最终凝固组织及使用性能具有重要的影响。针对冷室压铸工艺,论述了压铸镁合金凝固组织中压室预结晶组织的研究所取得的成果,包括压室预结晶的组织特征,压室预结晶现象的试验及模拟验证,压铸件不同位置及工艺参数下压室预结晶的形态、分布和含量,以及压室预结晶组织对镁合金压铸件力学性能及断裂失效的影响机制。最后分析了现有冷室压铸镁合金压室预结晶研究所存在的不足并对未来的发展方向进行了展望。     

压铸镁合金AM60B的微观组织特征

镁合金压铸件中的压室预结晶组织及离异共晶组织对铸件最终使用性能有着重要的影响.针对冷室压铸工艺,采用AM60B镁合金研究不同低速速度及高速速度下压铸实验件的凝固组织特征.通过OM、EBSD、XRD、SEM及EDS等实验手段进行分析和定量统计.结果表明:在低速压射阶段,压室中熔体的过热度消失,达到初生相形核条件;在高速充填型腔过程中,压室预结晶组织向铸件中心偏聚,使得其心部含量高于表层;同时,压铸件靠近浇口端压室预结晶组织含量高于远离浇口端;低速速度越小,压铸件中压室预结晶组织含量越高;高速速度越小,压铸件中压室预结晶颗粒越粗大,枝晶形貌越完整.在压铸凝固后期,初生a-Mg晶界处出现离异共晶组织,共晶β-Mg17Al12相在压铸件中心及表层分别呈网状和粒状分布,且压铸件中心及缺陷带位置的共晶组织含量高于表层.     

镁合金压铸过程界面传热行为及凝固组织结构的表征与模拟研究

本文系统介绍了镁合金压铸界面换热行为以及凝固微观组织结构的实验表征及计算模拟方面的研究进展,包括:(1)一种基于换热系数的边界设定模型,由此发现了压铸界面换热系数可以分为初始升高、高值维持、快速下降及低值保持4个阶段;(2)压室预结晶流动分布预测模型,据此得到了压室预结晶组织的主要分布规律及其对镁合金铸件缺陷带形成的影响;(3)考虑压室预结晶组织的压铸镁合金形核模型及生长模型;(4)结合离异共晶形核及生长机制建立的镁合金压铸工艺条件下微观组织演变的数学模型;(5)镁合金枝晶组织的三维形貌和生长取向的研究,发现镁合金枝晶组织呈现十八个分支的形貌特征,分别沿着基面的112ˉ0方向和非基面的112ˉ3方向生长,由此建立了镁合金枝晶各向异性的生长模型,实现了镁合金枝晶组织的三维模拟研究。     

基于数字孪生的车间扰动判别与重调度研究

针对车间生产过程中扰动事件频发、扰动影响程度难以判别以及现有重调度方案应用不理想等问题,提出一种基于数字孪生的车间重调度方法,建立了扰动分层判别机制,分别采用数字孪生虚拟模型与支持向量机(Support Vector Machine, SVM)分类决策模型识别显性与隐性扰动,为重调度触发提供决策;通过算法与数字孪生虚拟模型协同优化,得到兼具效率和稳定性的重调度方案。以某大型机械制造工厂为例,仿真实验结果表明,建立的扰动分层判别机制能对车间扰动类型进行有效判别,通过数字孪生虚拟模型仿真输出性能指标能够判定显性扰动,SVM分类决策模型对于隐性扰动的识别具有较高的准确率;基于数字孪生的车间重调度方案可得到效率较高、工序变动成本较低的重调度方案,提高了车间的生产性能。     

机载雷达电源单元的减重设计及力学仿真分析

机载电子设备有着重量轻、功率密度高等要求,实际上还面临着各种严酷的力学环境。针对机载雷达电源单元,文中从电源模块及整件两方面着手开展减重设计。为了验证经过减重设计后的结构刚强度是否满足要求,采用ANSYS 软件分析了该电源单元在加速度过载、冲击及随机振动等各种工况下的结构响应和受力情况。分析结果表明,该电源单元的结构设计满足机载环境要求。文中针对雷达电源单元的减重设计及力学仿真分析对于其他机载电子设备的结构设计具有一定的指导意义。     

塑料熔体黏度的神经网络拟合

阐述了塑料熔体黏度在注射成型CAE软件中的重要意义及其实验方法。针对传统经验公式拟合法的不足,采用BP神经网络来拟合黏度与温度、剪切速率的定量关系,并将拟合的效果同公式拟合法进行了比较,显示了神经网络拟合方法的可行性和优越性。     

镁合金等轴及柱状树枝晶模拟(英文)

基于CA方法,开发了模拟具有HCP晶体结构的镁合金的枝晶生长模型,生长动力学通过求解传输方程获得。通过定义特殊的正方网格CA邻居单元及采用由BELTRAN-SANCHEZ和STEFANESCU提出的具有立方晶体结构的金属凝固过程中枝晶生长的捕获规则,实现了具有不同生长取向的镁合金枝晶生长的建模及仿真。对镁合金等轴树枝晶和定向凝固条件下柱状树枝晶的生长进行模拟。对模拟结果与实验结果及发表的实验结果进行对比,从而验证了模型的可靠性。