多向塑性成形数值模拟研究

金属在多向受力状态下产生的流动复杂多变,人工预测及一些简单解析法计算无法准确预测金属的实际流动规律.本文用MSC/superform软件对复杂形状零件分别进行了多向挤压成形数值模拟.通过模拟结果可以看出,体积成形过程中金属的流动主要与模具型腔的形状以及填充系数有很大的关系,适当的填充系数不仅方便装料,更能减小坯料与型腔内壁的摩擦从而减少变形抗力及变形不均匀现象.模拟分析了金属在多向挤压时的载荷-行程曲线和等效应变的分布,为后续模具的设计提供科学的依据.     

淬火工件/介质边界换热条件研究

在试验的基础上，开发了淬火工件／介质边界换热条件程序，该程序通过反算法计算边界换热系数．利用该程序与ＡＢＡＱＵＳ非线性有限元程序对淬火过程温度场进行数值模拟，模拟结果与实测值比较，误差在１０％以内．     

淬火工件／介质边界换热条件研究

在试验的基础上，开发了淬火工件／介质边界换热条件程序，该程序通过反算法计算边界缕系数，利用该程序与ＡＢＡＱＵＳ非线性有限元程序对淬火过程温度场进行数值模拟。模拟结果与实测值比较，误差在１０％以内。     

铝硅合金流变模型及应力－应变本构关系的研究

通过Ａｌ－Ｓｉ合金准固态流变性能的测试，建立了该合金准固态流变模型，并推导了轴对称铝硅合金铸件凝固过程应力－应变本构方程，为开展铸件凝固过程热应力数值模拟和热裂预测提供了可靠的理论依据。     

铝硅合金准固态力学性能测试装置及应用

热裂与其合金的准固态力学性能密切相关。本文利用自制的准固态力学性能测试装置,对Al—2％Si合金的准固态力学性能进行了研究,测试结果表明,该合金的热脆性温度区间为26℃,在热脆性区间其强度最大值仅为0.58MPa,易产生热裂。     

铝合金铸件凝固过程热应力数值模拟

通过铝硅合金准固态力学行为和流变性能的测试，获得了该合金铸件凝固过程应力应变本构方程。并在此基础上开发了考虑材料高温力学性能，分析三维轴对称铸件凝固过程热粘弹塑性问题的热应力模拟程序，对带热节铝硅合金铸伯的计算表明，计算结果与实验吻合较好。     

铸钢件铸造过程集成软件的开发

集成软件包括铸造工艺ＣＡＤ软件和凝固过程数值模拟软件两部分。前者对冒口设计提出了改进的Ｒｕｄｄｌｅ三次方法；对ＡｕｔｏＣＡＤ进行了二次开发，实现图形的参数化设计。后者在边界条件处理上，考虑了几何形状因素对换热的影响；在潜热的处理上，考虑了潜热释放进率的影响，改进了温度回升法造成的处理误差；在初始条件处理上，采用逐层激活单元的方法，消除了由于浇注过程对温度场计算精度的影响。上述处理增强了软件的实用性，实际生产应用表明，效果良好。     

发动机铝铸件三维凝固过程数值模拟研究

研究了应用有限元法进行发动机铝铸件三维凝固过程的数值模拟，建立了铸件／铸型等效边界条件，提出了凝固潜热的有效处理方法。应用自己开发的铸件三维凝固过程有限元分析软件包对发动机铸件进行了凝固数值模拟计算，取得了较为满意的结果。     

深锥筒形件挤压工艺的数值模拟优化

用MSC Superform软件对温挤压成形工艺进行模拟,分析并优化不同挤压模型的金属流动情况及应变大小,对比不同工艺条件下的挤压力大小. 模拟结果表明,综合考虑金属流动情况和模具强度及使用寿命,选用一步挤压并且成孔较好,对实际生产指导意义较强.