AM60镁合金方向盘骨架压铸充型过程数值模拟

利用仿真软件FLOW-3D,对镁合金汽车方向盘骨架进行模拟.使用正交实验分析方法确定了压射速度、模具温度、浇注温度改变时压铸件产生缺陷百分比的变化.进行多组正交试验后,在优化的工艺参数下,观察液态镁合金充型及凝固过程中流场和温度场的分布情况,预测缺陷出现的部位,以寻求最佳的工艺参数,从而使铸造工艺和模具的设计得到了优化.模拟结果表明：最优的压射速度应为2.34m/s,模具初温为220℃,浇注温度为700℃,能达到最佳充型效果.     

基于数值模拟的YL112压铸浇注系统设计与优化

对YL112铝合金压铸件设计了3种类型的浇注系统,运用流体模拟软件Flow-3d对3种设计的充型过程进行模拟。通过观察温度场、压力场和表面缺陷的分布情况,预测充型过程中的氧化夹渣、气孔等缺陷。在分析模拟结果的基础上提出了浇注系统和溢流系统的优化方案,提高了铸件的质量。结果表明：在浇注温度620℃、模具连续工作温度200℃、冲头压射速度2.0 m.s-1的条件下,合理的溢流槽使金属液具有均匀填充型腔的填充路线的方案最为合理。     

镁合金汽车方向盘压铸成型工艺的数值模拟

在对镁合金汽车方向盘压铸件进行工艺分析的基础上,利用流体动力学软件Flow-3D对所设计的浇铸系统进行充型、缺陷和温度场分布的数值模拟,并根据模拟结果分析了各方案的优缺点,确定出该产品较合理的压铸工艺方案.结果表明:金属液从镁合金汽车方向盘的法兰外成端三条内浇道注入,并设溢流槽和排气槽是较佳的工艺方案.     

2219铝合金搅拌摩擦焊接过程数值分析

利用Deform-3D软件对2219铝合金搅拌摩擦焊(FSW)的温度场和流场进行了数值分析.温度场的结果表明,混合头在焊接过程中的最高温度为410℃,不超过2219铝合金的熔点.总体温度分布在与肩部接触的表面处最高,并沿着工件的厚度方向降低.温度分布在前进侧和返回侧是不对称的,返回侧的温度要高于前进侧.流场结果表明:金...     

Al-Si合金(A357)重力铸造充型及凝固过程模拟

利用多通道数据采集系统对铸件特定部位的温度进行测量,以掌握该点的凝固和补缩,并利用O lym pu s金相显微镜观察铸件关键部位的宏观组织,进而分析其凝固方式.用商业化模拟软件Z-C ast对铝合金拉伸试棒充型及凝固过程进行模拟,对实际浇注实验中测试点的温度场进行模拟,并将模拟结果与实验结果进行比较.结果表明,当金属铸型的预热温度较低时,必须采用较高的浇注温度才能够使铸型充满,试棒在凝固过程能够得到有效补缩,从而消除了由于糊状凝固造成的显微缩松.铸造模拟软件Z-CA ST能够准确的模拟铝合金铸件充型凝固过程,提供较准确的流场、温度场信息,预测缺陷及其出现位置.     

圆柱形锂离子电池及模组风冷温度场数值模拟

为了对锂离子电池更好地进行热管理,对锂离子电池进行风冷温度场数值模拟分析。根据进、出风口位置及方向设计18组电池模组结构,利用CFD软件对18650型单体锂离子电池和电池模组进行不同条件下温度场散热效果分析。结果表明,单体锂离子电池试验和模拟数值变化趋势一致,且相对误差不超过5%;相同模拟工况下,单层电池模组进、出风口同侧布置优于异侧布置,进、出风口横向布置优于竖向布置,双层电池模组进、出风口同侧布置优于异侧布置,进、出风口竖向布置优于横向布置,得出D1为最优模型;D1风道间距为4 mm时,最高温度、平均温度、最大温差和一致性系数分别为305.30,304.29,2.20 K和0.72%,电池模组温度场散热效果及均匀性最佳;当进口风速从0.5 m/s增大到5 m/s时,各项温度指标分别下降12.53,11.36,3.21 K和1%,当进口风速超过3 m/s时,温度场各项温度指标下降缓慢,温度场散热效果不明显。锂离子电池及模组风冷温度场数值模拟对其在实际应用中具有重要参考价值,可为电池热管理系统提供指导依据。     

铝合金端架压铸充型凝固数值模拟与工艺研究

运用ProCAST数值模拟软件,对设计的铝合金端架进行了流动场和温度场的数值模拟。根据模拟结果改进了浇铸系统,确定了合理的压铸工艺参数:浇注温度610℃,模具预热温度220℃,压射速度2m/s。通过生产出的模具进行压铸生产实验,得到了合格的端架压铸件,验证了模拟结果可以应用于实际生产中。     

铝合金汽车转向器壳体真空压铸工艺

为了提高铝合金压铸件的质量,采用真空压铸成形技术对铝合金汽车转向器壳体的压铸成形性进行了研究.利用正交试验、硬度试验、密度试验及显微组织分析,研究了真空压铸工艺参数对转向器壳体压铸成形性能的影响.结果表明：在开模时间10s及型腔真空度5~10kPa的条件下,工艺参数对转向器壳体密度的影响主次顺序为压射速度、浇注温度和模具温度,而对硬度的影响主次顺序为模具温度、浇注温度和压射速度.转向器壳体合适的真空压铸工艺参数为浇注温度680℃、模具温度140℃、压射速度3m/s.采用真空压铸工艺不仅能明显改善压铸件的充型性能,提高铸件密度、表面光洁度及力学性能,减少气孔缺陷,而且还能明显提高铸件的合格率.     

2A12铝合金圆管分流模热挤压过程数值模拟

运用DEFORM-3D有限元软件,对高强度2A12铝合金圆形管材分流挤压工艺过程进行数值模拟,分析挤压过程中材料流动挤压力、应力场和温度场分布以及模具出口处金属流速的分布情况.结果表明:2A12铝合金坯料在经过工作带时,温度上升约50℃,最高温度524℃.挤压杆速度超过5 mm/s时出现管材向内卷曲及竹节管现象;坯料温度在470℃时,管材内表面至外表面应力分布最均匀,管材表面质量最好.确定2A12铝合金圆管最佳挤压工艺参数为挤压杆速度5 mm/s,坯料温度470℃,模具温度450℃.     

“上盖”压铸件工艺设计及数值模拟研究

在分析铝合金"上盖"压铸件结构的基础上,通过三维建模及网格划分进行工艺分析、浇注系统计算、模具设计。根据铸件的温度场、流场、铸件缩孔缩松所在位置及孔隙率,模拟并优化出最佳压铸工艺参数为:压射速度为5 m/s,模具预热温度为220℃,铝合金浇注温度为660℃。根据优化的工艺参数进行实际生产,得到质量优良的"上盖"压铸件。     

6061铝合金表面激光熔覆温度场的仿真模拟

利用连续波Nd:YAG固体激光在6061铝合金表面激光熔覆SiC陶瓷粉末，采用ANSYS有限元软件对6061铝合金激光熔覆过程中热量传递及温度场分布进行模拟，在分析过程中采用三维单元，并考虑了材料热物性的非线性及对流和辐射的边界条件，建立了有限元模型，得出了熔覆过程中试样表面的温度分布模拟图.结果表明，温度场模拟等温线呈椭圆形，在移动热源的前方等温线密集，温度梯度较大，热源后方的等温线稀疏，温度梯度较小，熔池内最高温度与激光扫描速度、光斑半径均成反比，与激光功率成正比.模拟结果为陶瓷金属基复合材料激光熔覆工艺参数的优化提供了理论依据.     

数值模拟在棒材热轧过程及缺陷预测中的应用

采用三维刚塑性有限元方法, 耦合轧制过程的温度场和应力、应变场, 利用DEFO RM-3D 有 限元软件模拟了棒材的热轧过程.通过分析轧件表面不同位置点的等效应变和等效应力, 得出轧件 尾部的变形比头部更充分以及中部变形较头部和尾部更稳定的结论;通过对轧件温度场的分析, 得 出了棒材热轧制结束瞬间, 沿着轧制方向, 表面温度呈下降趋势的结论, 此结论与轧制理论相吻合; 最后, 通过分析离散点的等效应变率、Y 向应变率和等效应力, 对棒材热轧过程中轧件表面易产生 缺陷的位置进行了预测, 模拟位置与实际位置基本吻合, 体现了数值模拟方法对于轧钢生产的重要 现实意义.     

镁合金压铸件充型过程的数值模拟技术研究

针对镁合金的压铸工艺特点和充型过程的不透明性，采用Pro／ENGINEER2001进行铸件的实体造型，并生成面网格文件．利用ProCAST软件模拟压铸件充型过程的物理场，预测了镁合金压铸件的缺陷位置，从而使模具的设计过程得到了优化．模拟运行表明，采用闭合式浇注系统充型平稳，温度场分布均匀，具有较少的气体夹杂和冷隔等倾向，使得镁合金压铸件的整体质量得到提高．     

基于ProCAST的扩散器低压熔模浇注系统优化

首先利用UG软件对扩散器初始浇注系统进行三维建模,初步制定了底注式4内浇道的初始方案,再通过ProCAST软件对模型划分网格后设置边界条件,最后进行铸造充型及凝固过程的数值模拟,由流场、温度场以及缩松缩孔分布等因素优化浇注系统。通过再次模拟证明了优化后的8内浇道方案的合理性。     

7A52铝合金双丝MIG焊接温度场及残余应力场数值模拟

运用大型有限元模拟分析软件ABAQUS,采用双丝MIG焊接方法,对7A52超硬铝合金的平板对接接头温度场和残余应力场进行数值模拟。模型选用三维实体单元,考虑了材料物理性能随温度变化的影响,借助Fortran语言添加DFLUX用户子程序完成热源模型的添加过程,利用单元“生死”及“追踪”模拟焊接过程。得出了三维温度场及残余应力场云图,并对数值模拟结果进行分析。     

基于DEFORM-3D挤压成形工艺方案优化

以电动机转子杯为研究对象,通过UG软件做挤压结构三维实体模型,对挤压成形的工艺方案进行优化。利用DEFORM-3D塑性成形软件模拟等效应力场、等效应变场、速度场、温度场和成形过程损伤的变化。通过分析可知,在成形过程中表面受力均匀,无应力集中点。最后得出了挤压成形工艺路线为:下料→软化→最终挤压成形。     

等温锻造对铝合金控制臂晶粒组织影响数值模拟

为了改善传统铝合金锻造中的粗晶缺陷,在铝合金控制臂的成型中采用了等温锻造工艺。采用有限元软件Deform-3D对锻造过程进行了数值模拟。模拟了锻造过程中锻件的晶粒度分布及其变化情况,对比了等温锻造和非等温锻造的粗晶缺陷情况,分析了不同部位粗晶缺陷的形成原因。模拟结果表明:采用等温锻造工艺可以明显改善铝合金控制臂的粗晶缺陷,使锻件得到较细化、均匀的晶粒组织。     

7055铝合金半连续铸造过程区域水冷工艺数值模拟

建立了7055铝合金半连续铸造过程的数学模型,采用了有限元模拟软件Procast对铸造过程进行模拟,模拟过程还采用了Procast模拟连铸的MILE算法.通过在结晶器下方设置区域冷却装置刮水板,使半连续铸造的二次冷却水在挡水板位置被阻挡和分流,实现区域冷却效果,保证铸造过程中刮水板下方铸坯自然空冷,铸锭利用自身余温＂低温回火＂,有效降低了铸造内应力,抑制了铸坯开裂.仿真了刮水板不同位置的温度场与应力场的变化情况,模拟结果显示,适当减小区域冷却范围,可有效减小表面裂纹和中心裂纹产生的倾向性.     

办公建筑室内环境数值模拟

为了研究不同送风方式对某办公建筑会议室室内温度场、污染物浓度场及速度场的影响,利用实际测量的会议室尺寸数据建立数学模型,以监测到的相关参数作为软件模拟的边界条件,通过CFD软件对会议室采用不同送风方式进行数值模拟.分析和比较不同送风方式对会议室内温度场、污染物浓度场和速度场的影响,得出顶送风方式下温度处于23.7~25 ℃之间,甲醛浓度基本低于0.1 mg/m³,风速大部分处于0.013~0.093 m/s之间.结果表明,顶送风方式的送风效果优于侧送风方式.     

特殊环境下路基温度场模拟及参数优化

通过Fluent软件,对特殊环境下路面、路基的温度场进行了模拟研究,得出了不同参数条件下的温度场分布情况,并根据模拟结果进行了参数的进一步优化设计。通过模拟研究,可以为道路加速加载实验系统的搭建提供必要的理论依据和数据支持。