新型Fe-W合金应力框铸造应力模拟及变形分析

利用铸造模拟软件Pro CAST对新型Fe-W合金应力框件在3种不同浇注温度、浇注速度和砂型预热温度下进行了铸造应力场模拟,得到铸件的应力分布情况,并对模拟结果进行了分析。分析了铸件位移最大节点处的位移随浇注温度、砂型预热温度和浇注速度的变化。设计L_9(3~4)正交试验对铸件残余应力、位移和砂型预热温度、浇注速度、浇注温度的关系进行了探讨,并分别采用单因素分析法和极差分析法对模拟结果进行了分析,结果表明:砂型预热温度对残余应力和变形影响较大,砂型预热温度越高,铸件残余应力越小,变形越小;浇注温度对残余应力影响次之,对变形的影响最小,浇注温度越高残余应力越大,变形越大;浇注速度对残余应力影响最小,对变形的影响次之,浇注速度越大,残余应力越小,变形越小;浇注速度为0.6 m/s,浇注温度为1 560℃、砂型预热温度为600℃时,铸件产生的残余应力较小,浇注速度为0.7 m/s,浇注温度为1 560℃、砂型预热温度为600℃时铸件产生的位移、变形较小,可指导实际生产。     

铝合金轮毂连接盘挤压铸造数值模拟

采用ProCAST软件对6061铝合金轮毂连接盘挤压铸造过程进行模拟。研究了浇注温度、模具预热温度、比压对铸件缩孔缩松的影响。结果表明,浇注温度700℃、模具预热温度300℃、比压50 MPa为最佳铸造方案。     

压力下凝固工艺参数对6061铝合金组织与力学性能影响

采用压力下凝固成型工艺制备6061铝合金,利用正交试验研究了浇注温度、比压、保压时间和模具预热温度等工艺参数对合金力学性能的影响。结果表明,工艺参数对合金力学性能影响权重不同,对抗拉强度的影响权重为:比压模具预热温度浇注温度保压时间,即比压对抗拉强度的影响最大,保压时间对抗拉强度的影响最小;各因素对伸长率的影响权重为:浇注温度模具预热温度保压时间比压,即浇注温度对伸长率的影响最大,比压对伸长率的影响最小。当浇注温度720℃、比压150 MPa、保压时间25 s、模具预热温度150℃时,铸件力学性能最佳,此时抗拉强度为181.7 MPa,伸长率为15.4%。     

AlSi7Mg轮毂半固态流变挤压铸造成形数值模拟

利用半固态流变挤压铸造技术代替传统铸造来生产汽车轮毂。基于有限元软件AnyCasting和carreau表观粘度模型,对铝合金轮毂的半固态流变挤压铸造成形过程进行了数值模拟,研究了压射速度、浇注温度和模具预热温度3个主要工艺参数对半固态浆料充型和凝固过程的影响规律,并采用正交试验设计获取了最佳的工艺参数。结果表明,最佳的工艺参数组合为压射速度0.07 m/s、浇注温度595℃和模具预热温度225℃,同时得出半固态浆料的浇注温度对铸件缺陷的影响最大,压射速度其次,模具预热温度最小。     

制动器安装底板低压铸造浇注系统设计及工艺参数优化

根据制动器安装底板的形状和结构特点,低压铸造浇注系统采用侧浇口形式的封闭式浇注系统。利用数值模拟技术和田口方法,对制动器安装底板低压铸造工艺参数进行优化,以铸件的孔隙率最小为优化目标,研究了浇注温度、模具预热温度以及保压压力这3个工艺参数对铸件孔隙率大小的影响。利用均值分析和方差分析对数值模拟的试验结果进行分析可知,对铸件孔隙率大小影响最大且最显著的是浇注温度,其次是模具预热温度,最后是保压压力。通过田口方法获得的最优参数组合为:浇注温度720℃、模具预热温度300℃、保压压力250 kPa。     

压力凝固下A390铝合金的组织及力学性能研究

研究了模具预热温度和比压对压力凝固下A390铝合金显微组织及力学性能的影响。试验结果表明:模具预热温度较低时,初晶硅出现偏聚现象,尺寸较粗大;随着模具预热温度的增大,偏聚现象减弱,初晶硅尺寸减小;模具预热温度过高时,初晶硅又聚集长大。随着比压的不断增加,初晶硅尺寸和共晶硅的析出量减少,共晶硅主要以颗粒状为主。当浇注温度为820℃,模具预热温度为240℃,比压达到181MPa时,合金的抗拉强度达到385 MPa,伸长率为0.8%,硬度为84 HRB。     

基于数值模拟的金属型铸造拉伸试棒残余应力分析

采用数值模拟与正交试验相结合的方法,对影响拉伸试棒残余应力的浇注温度、模具温度、开模时间等进行模拟分析。通过对模拟的结果分析表明:开模时间是影响残余应力的主要因素,可以通过对开模时间的调整来达到减少残余应力的目的;模具温度对残余应力的影响较小,模具温度越高残余应力越小;浇注温度对残余应力几乎没有影响。     

汽车干燥器阀体压铸过程数值模拟及工艺研究

在压铸过程中,压铸工艺参数与铸件的质量有着密切的关系,并对铸件充型和凝固过程有着重要的影响。本文以汽车干燥器阀体为对象,使用ProCast专业铸造软件对压铸工艺参数进行正交试验,压射速度、浇注温度、模具预热温度为正交试验的因素,综合分析充型时间、凝固时间以及缩孔孔隙率,并结合金相组织优化了该铸件的压铸工艺参数。结果显示,对铸件综合质量影响最大的因素是模具预热温度,其次是压射速度,浇注温度的影响最小。最佳的工艺参数为压射速度6.2 m/s,浇注温度650℃,模具预热温度220℃。     

汽车用AZ80合金的挤压铸造工艺及组织性能研究

对汽车用AZ80合金进行挤压铸造,研究浇注温度、挤压压力、模具预热温度和保压时间对AZ80合金组织和力学性能的影响,并分析其作用机理。结果表明,AZ80合金的适宜挤压铸造工艺为:浇注温度700℃、挤压压力90MPa、模具预热温度为250℃、保压时间为25 s,在此工艺下的AZ80合金可以取得较好的强度和塑性结合;AZ80合金力学性能的提高,主要与挤压工艺参数调控合金晶粒大小和显微缺陷有关。     

2A12铝合金炮弹风帽挤压铸造工艺及模具设计

对2A12铝合金炮弹风帽采用挤压铸造工艺进行试验,介绍了炮弹风帽精化毛坯和模具的设计重点。关键在于使金属液能平稳充型,为此对浇注温度、加压速度、保压时间、模具预热温度等工艺参数进行了调整。结果表明,当模具预热温度为350℃,浇注温度为690~700℃,加压速度为10mm/s,保压时间为10s时,铸件尺寸及性能达到设计要求。     

基于神经网络与遗传算法的压铸工艺参数优化

依据A356咖啡机顶盖高压铸造特点,采用FEM仿真软件对铸件成型工艺进行数值模拟,以L16(45)正交试验和6个补充试验作为BP神经网络的训练样本,建立模具热应力与浇注温度、模具预热温度、压射比压、压铸速度4个压铸工艺参数的非线性映射关系;以模具热应力σmax的最小值为优化目标,运用遗传算法进行工艺参数优化。最终得出浇注温度、模具预热温度、压射比压、压铸速度等4个参数最佳的一组组合,使试验指标σmax最小,模具的热疲劳趋势最低,零件的成型质量最佳。试验结果证明,该减少模具热疲劳趋势的优化方案具有可行性,同时对相近结构压铸件的生产也具有一定的指导意义。     

A356铝合金挤压铸造过程数值模拟与试验验证

借助ProCAST软件,对A356铝合金构件挤压铸造过程进行了数值模拟研究。结果表明,凝固从铝熔体与模具的接触面开始,拐角区中心处最后凝固。随浇注温度和模具温度升高,凝固时间增加,但比压的增加导致凝固时间缩短。拐角区等效应力最大,中心区等效应力最小。随浇注温度和模具温度升高,最大等效应力下降。最优工艺参数:浇注温度为680～720℃,模具温度为200～300℃,比压大于200MPa。成形试验表明,在优化工艺参数下,成形件充型完整,表面品质高,组织致密,无铸造缺陷。     

A356合金半固态挤压铸造数值模拟及模具优化

采用Anycasting软件对A356合金铸件半固态挤压铸造过程中充型和凝固过程进行数值模拟。研究了压射速度、浇注温度对半固态A356铝合金挤压铸造过程的影响,对工艺参数进行了优化,并对压铸模具进行了改进。结果表明,模具预热温度为200℃,浇注温度为600℃,压射速度为0.5m/s,内浇口厚度为5mm时,能够获得质量理想的铸件。     

应力框热应力数值模拟及变形分析

利用专业铸造模拟软件ProCAST,对HT250应力框铸件在3种不同浇注温度、3种不同落砂温度条件下进行了铸造过程温度场、应力场的计算机数值模拟,得到其残余应力分布和冷却过程变形情况。通过正交试验设计方法对残余应力和浇注温度、落砂温度的关系进行分析,结果表明:落砂温度对残余应力的影响较大,落砂温度越高,残余应力越小,但铸件的变形越大;浇注温度对残余应力的影响没有规律,但浇注温度越高,铸件的最终变形越大。     

基于BP_GA算法的铸造有效应力预测与优化

为控制铸件凝固过程中的有效应力大小,避免热裂发生,利用有限元分析软件ProCAST对ZL205A铝合金牵引结构件低压铸造过程进行温度场模拟与有效应力预测,选择浇注温度、模具预热温度、传热系数和模具壁厚等影响铸造应力的因素作为设计参数。结合有效应力预测结果,构建4-7-1-1型神经网络和遗传算法以优化铸造工艺。结果表明,神经网络预测平均相对误差为1.45%,预测精度较高。通过遗传寻优方法,发现了最佳工艺参数组合:浇注温度为688℃,模具预热温度为291℃,模具壁厚为150mm,传热系数为1 284W/(m^2·K),并进行试验验证,获得品质较好的铸件。     

AISI304不锈钢管环焊缝和纵焊缝的焊接残余应力数值模拟

运用SYSWELD软件对AISI304不锈钢管的环焊缝和纵焊缝的残余应力进行了数值模拟,并与试验结果进行对比,验证了模拟结果的准确性;分析了焊接速度及预热温度对环焊缝和纵焊缝残余应力的影响。结果表明:无论是环焊缝还是纵焊缝,在管道外表面的焊缝及近焊缝区域,环向残余应力为拉应力,轴向残余应力为压应力;随着距焊缝中心距离的增大,环向残余应力转变为压应力,轴向残余应力转变为拉应力。环向、轴向残余应力随焊接速度和功率的增大而增大,随预热温度的增大而降低。     

Inconel 718镍基合金管道焊接残余应力的数值模拟

以Inconel 718镍基合金管道的对接接头为研究对象,建立了热-力学耦合的三维有限元模型,采用SYSWELD焊接模拟软件对其环焊缝在不同预热温度和焊接顺序下的残余应力进行数值模拟,分析了预热温度和焊接顺序对外表面轴向和环向残余应力分布的影响。并与实验结果进行对比,验证了模型的准确性。结果表明:管道外表面轴向残余应力在焊缝及近缝区表现为压应力,而远离焊缝中心的区域表现为拉应力;焊缝与近缝区环向残余应力为拉应力,随着距焊缝中心距离的增加,拉应力逐渐转化为压应力;随着预热温度的增加,管道外表面轴向和环向残余应力降低;焊接顺序的改变不能有效降低管道焊接残余应力。     

基于AnyCasting的铝合金弹底转座压铸工艺参数优化

结合铸造生产实际,合理设计了铸件的结构。采用AnyCasting数值模拟软件,用正交试验方法分析了铝合金弹底转座压铸工艺过程中浇注温度、充型速度以及模具预热温度对铸件质量的影响规律。结果表明,模具预热温度对铸件质量的影响最大,浇注温度次之,充型速度最小,最优的工艺参数是浇注温度为650℃、充型速度为0.25 m/s和模具预热温度为180℃。同时,在最优工艺参数的基础上,结合实物验证了模拟的可靠性,并观察了铸造铝合金的微观组织。     

基于ProCAST的叶轮熔模铸造凝固过程数值模拟

运用ProCAST铸造模拟软件对某型叶轮铸造工艺过程进行了数值模拟,分析了在温度场下型壳初始温度对铸件缺陷的影响和在应力场下浇注温度、浇注速度对铸件有效应力的影响,并进行了相关的实验验证.结果表明:当型壳预热温度达到400℃时,可以消除叶轮内部的缩孔、缩松缺陷;适当地增加浇注温度,可以降低铸件的有效应力,得到质量良好的铸件.     

6063铝合金薄板件挤压铸造模具设计及试验

针对厚度为3～4mm的6063合金薄板件,采用一模两腔间接挤压铸造的成形工艺,其模具设计的关键在于如何使金属液能平稳充型。为此,采取了加大浇口面积、提高压射比压和模具预热温度等措施。结果表明,当模具预热温度为250～300℃,浇注温度为740℃,浇口面积选择适当的情况下,成形的挤压铸件基本达到设计要求。