注射成型中冷却阶段的研究

采用ＰＳ塑料研究注射成型中冷却阶段的模腔压力变化行为与模腔内制品的温度分布，同时还讨论了熔体温度、模温及浇口封闭压力等参数对模腔压力和温度分布的影响，首次提出了计算出现零模腔压力的公式和确定开模顶出时间（即冷却时间）的条件。     

基于表面模型的注射模冷却过程模拟

介绍采用边界元方法BEM(BoundaryElementMethod),用型腔的表面模型来取代原来的中心层模型(Middle_Plane),突破了基于中心层模型注射模模拟软件推广应用的瓶颈,开发了实用化、商品化的注射模冷却模拟软件HsCAE3D6.0,在实际应用中取得了良好的效果。     

复杂零件粉末注射成形多相流动过程三维数值模拟

将金属粉末注射成形充模过程视为粉末、粘结剂和空气的三相流动过程,给出了金属粉末注射成形充模多相流动的控制方程。根据钳口复杂模腔的铁粉注射成形实际参数确定了充模多相流动控制方程的初边界条件,基于CFX计算流体力学软件对钳口铁粉注射成形充模多相流动过程实现了三维数值模拟。给出了钳口铁粉注射成形充模多相流动中固相粉末的速度流线图,分析了模腔中温度场和压力场分布的瞬态情况,以及模腔中不同位置的温度和压力随时间变化的曲线;分析了钳口铁粉注射成形充模多相流动过程中不同时刻粉末体积分数的分布情况。数值模拟结果可用于分析注射成形过程中产生粉末粘结剂两相分离和成形坯密度分布不均的原因,数值模拟为研究注射成形产品缺陷产生的原因提供了直观分析方法。     

Effect of Zr, Mo and Y Adding on Microstructure, Mechanical and Electrical Properties of Au-Pd, Pt-Ir and Pd-Ru Systems

将金属粉末注射成形充模过程视为粉末、粘结剂和空气的三相流动过程,给出了金属粉末注射成形充模多相流动的控制方程。根据钳口复杂模腔的铁粉注射成形实际参数确定了充模多相流动控制方程的初边界条件,基于CFX计算流体力学软件对钳口铁粉注射成形充模多相流动过程实现了三维数值模拟。给出了钳口铁粉注射成形充模多相流动中固相粉末的速度流线图,分析了模腔中温度场和压力场分布的瞬态情况,以及模腔中不同位置的温度和压力随时间变化的曲线;分析了钳口铁粉注射成形充模多相流动过程中不同时刻粉末体积分数的分布情况。数值模拟结果可用于分析注射成形过程中产生粉末粘结剂两相分离和成形坯密度分布不均的原因,数值模拟为研究注射成形产品缺陷产生的原因提供了直观分析方法。     

管帽注射模具设计

通过分析管帽的结构特征和生产批量,采用模流CAE软件计算产品最佳浇口位置、模拟模腔内塑料熔体流动填充、预测喷泉回路冷却温度,预测产品成型与顶出时间,设计出一模四腔热流道注射模具。该模具结构设计合理,缩短了模具制造与调试周期,开、合模动作可靠,制品可顺利脱模,无废料产生,实现了全自动生产,提高了生产效率。塑件精度高,最终产品能够完全达到客户要求。     

充模流动计算机模拟在硬质合金MIM中的应用

预测了金属注射成形过程中常见缺陷的产生 :比较了选择不同浇口对注射拉伸试样质量的影响。结果表明 :通过充模流动量计算机模拟预测在某种注射工艺条件下部分常见注射缺陷的产生 ,能够更好地指导硬质合金注射工艺参数的选择 ;选择中心浇口可以降低注射压力 ,但是采用测面浇口的注射坯比采用中心浇口的注射坯件温度和压力分布都要均匀。因为注射时温度和压力分布的不够均匀是导致注射坯缺陷和降低最终产品质量的直接原因之一 ,所以为了进一步减少硬质合金注射坯的缺陷和提高最终产品的性能 ,注射时应该采用侧面浇口。     

多层金属热锻模在热锻服役下的循环载荷分析

热锻模在进行连续锻造时,型腔表层受到循环的机械载荷与激冷激热载荷,导致模具表层产生疲劳裂纹与失效。采用多层金属模具结构可以缓解热锻模所受热力载荷、提高热锻模的高温磨损性能以及热-机械疲劳磨损寿命。以直齿圆柱齿轮坯的锻造为例,利用有限元模拟和计算模型获得了均质热锻模和多层金属热锻模在连续热锻条件下的循环温度场和应力分布。结果表明,相对均质热锻模,以钴基合金为覆层、高速钢为过渡层的多层金属热锻模可以有效改善模具表层温度和应力分布;在一定程度上揭示了多层金属模具结构在热锻服役条件下的力学行为。     

注射模冷却过程CAE技术

注射模冷却系统设计直接影响到塑件的生产效率和质量 ,冷却过程CAE技术可预测出冷却介质的流动状态、模壁的温度、热流分布及冷却时间等 ,为设计人员评估设计方案 ,优化冷却系统设计提供了先进实用的工具。并简要介绍了注射模冷却过程CAE技术的基本原理及在注射模冷却系统设计中的应用。     

PIM充模流动过程中粘度的变化与缺陷形成

通过对复杂几何形腔粉末注射成形(PIM)充模流动过程的数值模拟,给出了充模流动过程中模腔内粘度的变化和分布情况,分析了模腔内粘度的最终分布与PIM缺陷形成的关系.模拟结果表明,由于模腔接近充满时压力急剧升高构成无梯度压力场,导致模腔内粘度的最终分布复杂.在充模流动中心区域会形成较高粘度的小区域,分析了这些高粘度小区域的形成及其形状大小的变化过程.指出在流动中心区域形成的高粘度小区域可能使PIM充模流动过程产生粉末-粘结剂两相分离和成形坯件中粉末分布不均的现象.     

Moldflow/MPI在双色注射成型中的应用

利用三维模拟软件Moldflow/MPI对MP3内、外壳双色注射成型过程进行模拟分析,对熔体充模时间、塑料熔体温度分布、塑件冷却温度和塑件翘曲进行分析比较,优化了双色注射成型工艺及模具设计。     

中厚板无约束淬火冷却过程温度场有限元模拟

针对中厚钢板无约束淬火冷却过程温度场变化情况,建立了钢板冷却二维传热过程数学模型,采用有限元分析方法,对钢板二维温度场进行了数值模拟,得到钢板在空冷-水冷-空冷返红条件下的温度-时间曲线、瞬态温度场分布、上表面与中心温差-时间曲线及上、下表面温差-时间曲线,为中厚钢板淬火冷却温度预测和控制提供了依据,为制定合理的淬火工艺提供了有力的指导。     

腹板换热系数对H型钢冷却后变形的影响

针对H型钢易出现上下翼缘内并外扩变形及腹板波浪、裂纹等缺陷的问题,通过H型钢的冷却实验和有限元模拟计算,分析了H型钢冷却后的表面温度场和不均匀变形的规律,研究了上下腹板部位的换热系数对温度场、等效应力场以及变形情况的影响,结果表明冷却后H型钢上下翼缘出现了“内并外扩”现象。运用ABAQUS有限元分析软件建立了二维H型钢冷却模型,通过实验获得了H型钢表面换热系数,并以此作为模拟的边界条件进行有限元模拟分析,得到了H型钢表面温度场;有限元模拟结果同样出现了H型钢上下翼缘“内并外扩”现象,与实验结果相吻合;改变上下腹板部位的换热系数进行有限元模拟,得到了腹板处换热系数对H型钢变形的影响规律,为控制H型钢冷却变形提供了理论基础。     

炉卷轧机轧辊温度场分析及冷却制度研究

针对南钢3500mm炉卷轧机轧辊冷却效果不佳造成其使用寿命较短的问题,对轧辊的温度场及冷却制度进行了分析和研究。采用有限元法对轧辊轧制过程及轧制间隙过程温度场进行了模拟。并设计了正交试验,讨论了喷嘴形状、冷却水压力、喷嘴与辊面距离、喷嘴与轧辊角度对轧辊冷却的影响。根据试验统计结果,确立了新的轧辊冷却制度。新冷却制度的应用有效改善了辊面产生网状裂纹现象,使轧辊磨削深度由原来的2mm降低至1.5mm。     

中厚板加速冷却后返红过程模拟计算

针对某中厚板厂的加速冷却系统,采用有限差分方法模拟不同厚度规格钢板的水冷-返红过程,得出不同冷却条件下钢板的返红时间、返红过程温升量以及返红结束时芯表温差的变化规律,为中厚板加速冷却过程终冷温度的控制提供了计算依据。     

数值模拟在大钢锭制造中的应用

针对现有600 t级钢锭模结构,通过理论分析建立了适合低压转子用大钢锭凝固过程中传热及宏观偏析的数学模型。采用有限元数值模拟方法,利用Procast商业软件及自编专用程序分析了钢锭模的冷却条件、高径比、锥度对凝固过程温度分布、缩孔疏松及宏观偏析的影响规律。模拟结果及生产实践表明:现有600t级钢锭模结构比较合理,且数值模拟计算能够为生产提供理论依据与指导。     

基于有限元法的涡流检测数值仿真

用有限单元法数值仿真涡流信号，并采用现代科学可视化技术中常用的彩色云图法来显示有限元计算结果，利用该方法对渗碳试件表面硬化截面分布进行了简洁，直观地描述。     

A-100钢复杂连接件热处理畸变数值模拟及控制

采用SYSWELD软件对A-100钢复杂连接件进行了有限元建模,对其在无刚性约束条件下淬火过程中温度场和形变进行了模拟仿真,并对模拟结果进行了试验验证。温度场结果表明:冷却0.13 s时温度分布均匀,零件表面温度在820 ℃左右;冷却5~60 s时,零件表面的温度分布极为不均匀,零件头部型腔的棱角处温度较低,而位于底部的支臂与翼面连接处温度较高;而当冷却时间延长至160 s左右时,零件的整体温度已降至60 ℃以下。形变场结果表明:当冷却时间为0.5~10 s时,翼面远离加强筋部位产生较大淬火畸变,顶端棱角处畸变达3 mm;冷却到600 s时,最大畸变量减小至0.65 mm。根据畸变模拟结果设计了专用淬火工装,校形率达到70%左右。     

不同降温速率下带焊缝304LN钢的热应力对比

为探究降温速率对304LN钢材作深冷处理时的热应力是否造成不良影响,采用带有焊缝接头的304LN钢试件标定母材区、焊缝区及热影响区,分别做2 ℃/min、5 ℃/min和直接液氮浸泡的降温处理,并用有限元相关理论验证测试结果的合理性。试验结果发现:随着温度降低,钢板上下表面各处感知温度不相同,且试件边缘温度较中心处温度低,但温差较小;在持续降温过程中,试件的热应力随着降温速率的增加而提高,热应力与温度曲线呈现出非线性关系。在降温速率为5 ℃/min时析出物更加均匀稳定。在一般深冷处理过程中运用前两种速率降温差异性较小,但在实际的力学性能测试和相关工艺中建议以5 ℃/min为准。     

基于Matlab的中厚板轧后冷却过程温度场数值研究

基于Matlab数值计算,对中厚板轧后冷却问题进行了研究,得到了中厚板随时间变化的温度场分布,分析了钢板厚度、终轧温度、冷却水温度、平均水流密度、钢板含碳量和冷却方式对钢板表面和芯部温度、终冷温度的影响。结果表明,钢板芯部与表面的温差,在空冷阶段先增大后趋于平稳;在层流冷却阶段随着冷却时间的增加不断增大;在返红阶段在较低的范围内趋于平稳。在相同的冷却时刻,随着钢板厚度的增大,钢板表面温度、芯部温度以及芯部与表面的温差均增大;随着终轧温度的降低和平均水流密度的增大,钢板表面和芯部终冷温度均降低。随着钢板含碳量的增加,其表面温度并不总是降低。与单水冷过程相比,间歇式冷却使钢板芯部与表面的温差更小,钢板温度均匀性更好,其对应的热应力也较小。同时,得到了终冷温度与钢板厚度、终轧温度、冷却水温度和平均水流密度的拟合关系式,结果表明钢板终轧温度对钢板终冷温度的影响最为显著,其次是钢板厚度和平均水流密度,冷却水温度对其影响较小。     

Ti/TiAl钎焊接头应力的数值模拟

利用有限元方法，对采用银基钎料钎焊钛台金与TiAl时接头在冷却过程中的应力分布情况进行了分析．并研究了连接温度对应力分布的影响，结果表明，在钎料与钛合金和TiAl的连接界面处均存在一定程度的应力集中，其中钎料与钛台金的连接界面应力相对较大一连接媪度变化时,应力的分布基本没有变化,只是随着连接温度的降低，最大应力的数值随之减小。