单晶高温合金用SiO2基型芯力学性能及本构模型

对定向凝固单晶高温合金空心叶片用SiO_2基陶瓷型芯的力学行为进行了研究,得到了烧结样品S0和热处理样品S1、S2和S3的强度、弹性模量、应力-应变关系等实验结果。基于Weibull分布统计使用M-C (Mohr-Coulomb)判据结合实验结果,建立了符合定向凝固高温合金空心单晶叶片用SiO_2基陶瓷型芯的连续损伤本构模型,并给出了确定相关参数的方法。结果表明,经过1500℃高温热处理的SiO_2基陶瓷型芯样品力学性能、烧结程度均有所提高。使用损伤量D结合连续损伤本构模型公式和微观裂纹形貌,阐述了SiO_2基陶瓷型芯裂纹扩展与宏观断裂的演变关系。     

宽弦航空叶片Bridgeman定向凝固组织数值模拟

建立了宽弦叶片定向凝固过程的宏微观数理模型,计算结果与实验结果吻合,铸件表面大部分晶粒的位置和形状一一对应.通过数值模拟预测了不同引晶方式和拉速下温度场和晶粒组织的演变过程,研究了2种因素的影响规律.通过建立糊状区形态和晶粒数的数学判据,实现了温度场和微观组织优劣的定量评价,基于判据揭示了工艺参数对糊状区和晶粒的影响机理,从而对工艺进行了定量的优化.研究表明,采用叶身正下方的引晶方式,有利于增加柱状晶数目,提高晶粒平行度,防止横向晶界生成,同时还可以在糊状区形状保持平直的前提下使用较高拉速,从而避免晶粒粗化,并提高生产率.     

[制造前沿]创新·强基·智能——建设制造强国

世界工业发达国家美、德、英等国“重振制造业”的发展战略均将智能制造作为发展趋势。我国制造业总体而言，大而不强。我国已是世界制造第一大国，但创新能力弱、缺乏关键核心及共性技术。我国《制造强国发展战略》聚焦“五大工程”，其中将智能制造作为主攻方向，而“五大工程”是相互联系和相互支持的。数字化设计与制造是智能制造关键共性技术，而建模与仿真是数字化设计与制造的科学基础。要全面实施智能制造，建成制造强国，任重而道远。     

铁型覆砂球墨铸铁件凝固模拟及收缩缺陷预测

建立了铁型覆砂铸造凝固过程模拟的数学模型.采用动态膨胀收缩法(DECAM)和K*G/R判据预测球墨铸铁件的收缩缺陷,对球墨铸铁四缸曲轴新产品进行了模拟计算,根据模拟结果对原有工艺方案进行了改进,并在实际生产中得到了合格的铸件.结果表明,对铁型覆砂球墨铸铁件进行数值模拟和工艺优化,有助于提高铸件质量,缩短试制周期,降低工装费用.     

球墨铸铁轮毂的缩孔形成模拟和工艺改进

本文使用了收缩膨胀动态叠加（DECAM）法，对球铁轮毂的缩孔形成进行了模拟和工艺改进，DECAM方法是对凝固过程中液态收缩、凝固收缩和石墨膨胀进行动态叠加，并考虑石墨化膨胀力导致的铸型壁位移的影响，对轮毂件原工艺的模结果与实际生产中缩孔产生的情况吻合较好，改进工艺的模拟结果和实际试制结果基本吻合，改进工艺后铸件缩孔倾向明显减小。结果表明：收缩膨胀动态叠加法够较准确地模拟球铁缩孔的形成，能够进行了工艺方案的评价和改进，但应该进一步考虑球化剂加入量和残Mg量的影响。     

热轧步进式加热炉内钢坯温度场数值模拟

有用有限差分法，建立了热轧步进式加热炉内钢坯三维温度场的数值计算模型，结合攀钢热轧厂热炉的实际生产条件，对钢坯加热过程的温度场进行了数值模拟。通过现场拖偶实验准确确定了钢坯加热的边界条件，并验证了模型计算结果的准确性，在此基础上，通过模拟计算研究了加热工艺，待轧保温制造对钢坯温度场的影响，为优化轧制加热工艺提供科学依据。     

冷却速度对Al-7Si-0.3Mg-0.15Fe合金凝固参数和微观组织的影响(英文)

研究凝固过程中冷却速度对Al-7Si-0.3Mg-0.15Fe合金凝固参数和组织的影响。为了获得不同的冷却速度,设计了5个不同厚度阶梯的阶梯间。通过计算机辅助热分析法得到冷却速度和凝固参数。结果显示,冷却速度越高,初生α(Al)的形核温度、共晶反应温度以及固相线的温度都越低。当冷却速度由0.19℃/s增加到6.25℃/s时,二次枝晶臂间距(SDAS)从68μm下降到20μm,初生相的体积分数也下降5%。铁相的平均长度由28μm下降到18um,并且提高了铁相在基体中的分布均匀性。此外,冷却速度的提高,有利于促进共晶硅向纤维状分支结构的转变,减少了基体中的块状和板状共晶硅。     

铸件充型过程数值模拟的实验验证及工程应用

采用ＳＯＬＡ－ＶＯＦ法,开发了Ｗｉｎｄｏｗｓ９８／ＮＴ环境下的铸件充型过程数值模拟软件ＦＴ－ＦＬＯＷ,模型中考虑了紊流流动。用标准测试件和阶梯试件对软件进行了验证,实验结果与数值模拟结果比较吻合。目前,铸件充型过程数值模拟软件ＦＴ－ＦＬＯＷ已经在许多厂家的实际生产中得到了应用。     

铸造凝固组织模拟的图形显示策略研究

采用CellularAutomaon方法对Al-7%Si合金的微观组织进行了模拟计算,提出了从数字信息中提取晶粒轮廓的方法,并运用有关的图形学算法将晶粒组织在计算机上显示出来,采用黑白显示与彩色显示两种技术表达了模拟计算结果,开发了图象的放缩、编辑与晶粒度的计算等功能,使微观模拟的后处理模块能较好地满足研究的需要,并可与实际的合金相组织进行比较,以验模拟计算的准确度。