金属型铝合金活塞凝固过程的数值模拟

采用有限元数值模拟的方法对金属型铝合金活塞凝固过程的温度场分布进行了计算。前后处理采用商品化软件,用所开发的接口程序实现计算主程序与前后处理软件间数据传递与处理。为了验证计算结果的准确性,在铸件及铸模上各选一个参考点,对参考点温度值随时间的变化,进行了现场测定,并将计算结果与实测值做了对比,最后分析了误差产生的原因。     

铸造铝合金圆锭温度场试验研究和数值模拟

通过试验设备测定了半连续铸造100mm铝合金圆锭温度场分布,以此为基础,通过反算法得到直接冷却半连续铸造铝合金水冷段换热系数与铸锭表面温度的关系。计算表明,随着铸锭表面温度的降低,传热系数逐渐增大;在温度由400℃降至130℃的过程中,传热系数急剧增大,温度在130℃左右时达到最大,其值约为23kW/(m2·K);当温度继续降低时,铸锭表面传热系数又迅速减小。用三维有限元方法对铸造过程的凝固规律进行了数值模拟,结果发现模拟值和试验值基本符合。     

铸造铝合金圆锭温度场实验研究和数值模拟

通过设备测定了半连续铸造Φ100mm铝合金圆锭温度分布,以此为基础,通过反算法得到直接冷却半连续铸造铝合金水冷段换热系数与铸锭表面温度的关系。计算表明,随着铸锭表面温度的降低．换热系数逐渐增大;在温度由400℃降至130℃的过程中,换热系数急剧增大,温度在130℃左右时达到最大,其最值大约为23000W/(m~2·K);当温度继续降低时,铸锭表面换热系数又迅速减小。并用三维有限元对铸造过程的凝固规律进行了数值模拟,模拟值和实验值基本吻合。     

基于数值模拟的铝合金活塞设计与优化

利用MAGMA软件对ZL109活塞铸件模具生产工艺进行了模拟优化设计。结果表明,优化后的铝合金模具方案合理,充型平稳,温度分布均匀,且模拟的缩孔、缩松分布在铸件浇冒口内。经生产验证,铸件品质明显提高,达到节约试制成本、提高产品品质的目的。     

基于ANSYS的铝合金铸件凝固过程温度场的数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS对铝合金铸件凝固过程中的温度场进行了数值模拟,得到了合金铸件各点温度随时间变化的规律。并进行了温度场的实际测量,与模拟结果符合较好。结果表明：通过建立合理的模型和设置合理的边界条件,ANSYS可精确完成温度场的数值模拟。     

基于SYSWELD铝合金管点焊温度场数值模拟

基于专业焊接软件SYSWELD,采用Goldak提出的双椭球热源模型,对1.5mm厚铝合金管点焊过程进行了有限元数值模拟。模拟中充分考虑了材料热物理性能参数的非线性,及对流、辐射等边界条件对焊接温度场的影响,并运用HSF校正工具对热源各项参数进行校核。将模拟结果与焊接接头相比较,结果表明:计算所得熔池形状与实验结果基本吻合,得到了焊接接头温度场的变化规律。     

7050铝合金淬火温度场及热应力场的数值模拟

综合考虑了7050铝合金在淬火冷却过程中材料热物性参数和高温力学性能参数的非线性性质,以应力框试件为研究对象,借助非线性有限元软件ABAQUS,对7050铝合金试件淬火冷却过程中的温度场和热应力场进行了数值模拟。结果表明,温度场的数值模拟很好地反映了试件淬火时温度场的分布规律。应力框的变形特征与公认的变形结果相符合。     

ZL201铝合金铸件凝固过程温度场的有限元模拟

以矩形ZL201铝合金铸件压力铸造为例,对凝固过程进行了合理的假设和简化,利用有限元方法,对铸造凝固过程温度场宏观变化进行了模拟计算,获得了铸型与铸件在凝固过程中的温度分布规律。在凝固过程中,铸件温度一直呈下降趋势,铸型温度的变化趋势是先升高后降低。计算结果表明,三维温度场的数值模拟能够反映铸件冷却过程温度场的动态变化,为提高铸件质量、确定凝固时间和优化工艺参数提供了参考。     

压力铸造三维温度场数值模拟研究

基于有限差分法，本文建立了一个新的压铸三维温度场数值模拟模型。它可以处理任意复杂的水冷却或油加热通道；另外，引用了“瞬态层：的概念，减少了计算量５０％以上。     

铸件凝固过程温度场的数值模拟

本文在讨论不稳定热交换过程机理的基础上，给出了热传导微分方程及其有限元解，从而建立了铸件凝固过程温度场的数学模型，并对相关问题进行讨论。最后通过缩孔和缩松缺陷的预测对数值模拟的结果进行了例证。     

依据充型模拟确定铸件浇注温度

使用Sola--Vof法计算铸件三维充型过程。确定不同时刻各单元的体积函数值与自由表面方向，推出各单元在不同时刘的有效散热面积。综合考虑铸件充型过程所伴随的热传导、对流、辐射等现象，得到铸件充型结束时的温度场分布，并据此确定合适的浇注温度。     

铝合金阶梯试块温度场的数值模拟

探讨了通用分析软件ANSYS在铸件凝固温度场数值模拟上的应用。选取阶梯试样作为标准试块，分别进行了数值模拟和实际浇注试验。结果表明，通过建立合理的数理模型和设置合理的边界条件，ANSYS获得的数值模拟结果和实际浇注试验基本符合。     

铸件热应力场数值模拟

基于有限差分法(FDM)对铸造过程热应力场进行了三维数值模拟研究，并对标准应力框试件和箱体铸件进行了热应力场模拟，得到比较满意的结果。此方法使得铸件应力应变分析与传热分析使用同一离散模型，避免了FDM／FEM不同模型之间的节点匹配及单元温度载荷传递，能使流动场、温度场、应力场数值模拟统一采用差分格式。     

充型过程中自由表面的数值模拟

采用守恒标量法确定充型过程中的自由表面,通过采用两个不同的时间步长计算充型过程的流场和自由表面,克服了流场计算时间步长过小的缺点,使得充型过程数值模拟的计算速度大大提高,而计算结果仍能满足工程实用的要求。     

熔模精密铸造蜡模充型过程的数值模拟

对熔模精密铸造料的流变性和充型过程进行了分析,确立了模料充型过程数值模拟的数学模型。利用计算机机数值模拟技术,建立了相关的软件系统。对端盖铸件的蜡模成型过程进行了模拟,结果与试验验证基本一致。     

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.     

铝活塞翻转式金属型铸造工艺

介绍了翻转式金属型铸造铝活塞的工艺及其设计要点。     

铸铁件金属型铸造用铜合金金属型研究

介绍了铸铁件水冷铜合金金属型机械化高效率铸造生产工艺;系统研究了铸铁件铸造用金属型材质,开发出热导率高、综合性能优良的金属型用铬锆镁铜合金;系统研究了铸铁件铸造用水冷铜金属型设计,提出了水冷铜金属型设计和水冷铜金属型浇注系统设计的基本原则;设计制造了汽车球铁齿轮水冷铜合金金属型,并在生产线中进行试生产;结果表明,铁液充型平稳,铸件合格率达95%,水冷铜金属型使用寿命将超过10×105模次.     

铸造铝合金微观组织模拟

用凝固过程数值模拟技术预测铝合金铸件的晶粒组织 ,进而预测铸件力学性能已成为国内外铸造领域的研究热点 ,M.Rappaz和 J.A.Spittle,S.G.R.Brown等学者基于决定论、随机论方法提出了预测铸件晶粒组织形成的计算模型 ,模拟晶粒的二维生长与实验结果很符合。相场方法是一种三维微观组织的直接模拟方法。建立了相场模型 ,模拟晶粒的三维生长 ,反映了凝固因素对晶粒形状的影响 ,也反映了扰动对树枝晶枝晶结构的影响。进一步建立多晶粒的生长模型 ,预测二次枝晶臂的间距 ,建立力学性能与二次枝晶臂的间距的关系模型