热物性参数反求技术在消失模铸造球铁件中的应用

通过对消失模铸造阶梯件凝固过程的实时测温,获得铸件的凝固曲线。利用反求原理,基于华铸CAE,对球铁合金铸件进行正交模拟试验,得到铸件模拟降温曲线。选取铸件模拟温度曲线和实际测得的铸件测温曲线的相似度最高的模拟曲线,确定该合金的热物性参数。结果显示,在温度范围为800~1 300℃之间,反求之后的铸件温度曲线与实际温度曲线的相似度较高,误差小于5%。分别利用反求前、后的热物性参数去模拟铸件缺陷并且进行对比分析,反求之后的模拟结果更加符合实际情况,并且通过铸件切片试验得以验证。     

钛合金热等静压模拟本构关键参数确定及工艺优化

对钛合金粉末热等静压进行数值模拟,以预测材料的成形性能;采用本构为MSC.Marc软件中嵌入的Shima模型,通过对该数值模型的分析;制定了本构模型中TC4材料模拟所需材料参数的测定方法。针对航空类典型环形零件的成形,应用数值模型,通过对多种不同工艺制度参数的对比,得到了热等静压过程中的关键参数压力、温度曲线的优化制度。利用热等静压制备了实际的环形样件,数值模拟与试验结果吻合较好,说明数值模拟可对零件的热等静压工艺过程进行预测,同时也为复杂零件的成形预测奠定了基础。     

轮毂挤压铸造数值模拟与参数优化

Anycasting软件是为各种铸造工艺过程开发的仿真系统,可以进行铸造的充型、热传导、凝固过程和应力场的模拟分析.运用Anycasting软件对轮毂成型工艺参数进行了模拟,优化了工艺,最终确定了合适的工艺参数.     

基于改进PSO-BP的拉延筋参数反求优化

采用模拟退火算法优化基于加权平均法的拉丁超立方设计,获得了拉延筋阻力样本。采用Dynaform对翼子板成形进行仿真,以最大增厚和最大减薄作为输出目标,采用改进的粒子群优化BP算法,建立拉延筋映射模型,与单纯采用PSO-BP建立的映射模型进行对比,预测精度大幅提高。采用粒子群算法对映射模型进行优化,得到最优拉延筋阻力,采用非线性函数优化方法求得最优的拉延筋几何参数。采用等效拉延筋阻力模型,避免了有限元网格的重划分和采用真实拉延筋带来的计算效率低的问题,成形效果图说明了采用该方法可以获得较好的最优拉延筋几何参数。     

轧辊挤压铸造关键工艺参数的研究

提出了利用挤压铸造工艺制造轧辊,并根据材料力学和凝固理论导出了轧辊挤压铸造工艺中开始加压时间和保压时间的定量计算模型。同时,结合轧辊挤压铸造工作原理,定义了该零件挤压铸造时的浇注高度,并给出了其计算公式。通过数值模拟软件ProCAST对规格为175mm×480mm的轧辊进行模拟及其缩小样的验证试验,结果表明该轧辊在挤压铸造工艺下无缩孔、缩松等缺陷。     

铸造用型砂热物性参数研究及校正

型砂的热物性参数对铸造凝固过程数值模拟结果有很大影响,得到准确的型砂热物性参数对提升铸造数值模拟的准确性意义重大.本文通过现场试验测得了实际铸造型砂的降温曲线,在仿真模拟软件中对型砂热物性参数进行反算优化,并与现场实测的降温曲线匹配拟合,最终确定出与现场匹配的型砂热物性参数用于今后的数值模拟计算中,提升数值模拟准确性,...     

基于数值模拟和遗传算法的粉末材料参数反求

提出一种基于试验、有限元模拟以及优化算法的反向求解过程来得到2A12铝合金粉末材料本构参数的方法。利用热等静压机制备圆柱形试验件并获取测量参数,采用MSC.Marc软件中的Shima模型对2A12铝合金粉末热等静压成形过程进行数值模拟,再利用遗传算法(GA)对数值模拟中2A12铝合金粉末材料本构参数进行优化调整。结果表明,粉末体由于包套的屏蔽效应,各个方向上的收缩率有一定差异,成形零件的几何形状与最初并不相似;利用环形件进行模型验证,优化参数后进行数值模拟结果和实际测量结果的相对误差,与直接利用原始参数进行数值模拟结果和实际测量结果的相对误差相比,有明显降低。     

热模拟技术在铸造领域的应用

热模拟技术作为一种较为成熟的物理模拟技术,已在结构焊接、锻轧、热处理等方面获得了广泛应用,但在铸造领域远没有获得充分开发和应用.本文针对铸造合金半固态成形、热处理、补焊/焊接等过程,分析了其热/力条件,介绍了热模拟技术在铸造合金的流变性能、组织与力学行为及铸造数值模拟等方面研究的方法和实例,展望了热模拟技术在铸造领域中的应用前景.     

智能控制的真空差压反重力铸造工艺参数优化

对智能控制的真空差压反重力铸造的真空度、充型压力、升压时间和结晶压力等主要工艺参数进行了优化分析.研究结果表明,这些参数对薄壁铸件充型能力影响程度的大小依次为升压时间、结晶压力、真空度、充型压力.缩短升压时间,充型能力会大大提高;增大结晶压力,金属液在凝固阶段的补缩作用得到加强,充型能力增强;真空度越高,铸型中的反压就越小,充型能力提高;充型压力增大,充型的初始动量变大,有利于增强金属液对薄壁铸件的充填.     

车用齿轮轴冷挤压成形模拟及反挤压工艺参数优化

针对车用齿轮轴制定了冷挤压成形工艺方案,并对其进行了相应的正、反挤压模具设计。利用Deform-3D进行有限元仿真模拟,对成形件进行等效应变、等效应力、损伤和载荷—行程曲线分析。选取凸模速度、摩擦因数以及凸模锥角3种工艺参数进行正交试验及工艺优化,通过正交试验的方差分析得出摩擦因数对齿轮轴反挤压载荷大小具有显著影响,并得到各参数对成形载荷的影响顺序为:摩擦因数>凸模锥角>凸模速度。最终得到的最优反挤压工艺参数为:凸模速度为25mm/s、摩擦因数为0.10和凸模锥角为25°。优化后反挤压的最大载荷由原来的2.15×10~4 kN减小到1.01×10~4 kN,降低了53个百分点。     

铸造热应力场数值模拟研究的最新进展

时至今日,铸造充型、凝固过程数值模拟已经进入了工程实用化阶段,铸造过程计算机模拟仿真的研究,重点正在由宏转向微观,同时热应力场分析及是宏观模拟的研究热点和难点之一,本文重点介绍了热应力场数值模拟采用的数学模型,数值方法及最新进展,并展望了今后的发展趋势。     

铸造模拟软件在凸轮轴铸造工艺优化中的应用

介绍了MAGMA软件在凸轮轴铸造工艺设计及优化中的应用,包含了几何前处理、网格划分、参数设置、模拟结果、分析和决策等.根据分析结果,可以判断设计的合理性,预防铸件可能出现的缺陷,缩短工艺设计验证和投入使用的周期,降低生产成本.     

侧架铸造工艺数值模拟及优化研究

侧架铸件结构较为复杂,在生产中易出现缩孔、缩松缺陷.通过AnyCasting铸造模拟软件对侧架铸造工艺进行了数值模拟,根据模拟结果对铸造工艺进行了优化,按照优化后的铸造工艺进行了生产验证.结果表明,对试生产的侧架铸件进行超声波探伤检测、解剖检查,铸件符合标准要求.     

反重力铸造数值模拟研究进展

结合国内外对反重力铸造数值模拟的研究工作和成果,介绍了反重力铸造充型、凝固、应力以及微观过程的数值模拟研究现状;提出反重力铸造数值模拟存在的问题,展望了这一领域进一步发展的方向。     

反求工程的参数体系分析

对原型的精确重构和基于原型的再设计是反求工程的应用目标之一。在制造业中,由于制造误差、测量误差、三维拟合精度等多种因素,使得依据实物原型重构而形成的制造数据与原型参数有较大的差距,在某种情况下,反求出的产品将会失去使用性能。针对此问题,提出了反求工程中存在有实物原型参数、重构参数和原始设计参数的参数体系,阐述了在不同的场合根据不同的要求应求出不同的参数,并提出了应用在制造业中的反求工程应逆求出制造实物原型所依据的原始设计参数,并依此作为制造新产品的依据。分析结果对强化反求工程在制造业的应用、突出反求工程的“创新”功能具有重要意义。     

基于ProCAST有限元模拟对衬板铸造工艺参数的优化

选取衬板铸件及铸型方案作为研究对象,结合衬板铸件的结构和高铬白口铸铁的特性,对4种不同充型速度下的温度场和流场进行了有限元数值模拟。结果表明,衬板铸件的温度变化不是沿着从浇口到冒口方向梯度变化的。当充型速度20 kg/s时,衬板铸件中心区域可见"隔断式"温度变化,充型金属液保持规则的层状流动。当充型速度30 kg/s时,充型的金属液具有湍流的特征。     

SCM435合金钢线材浮动反挤压成形模拟及参数优化

以某种螺母冷镦过程中受力较大的下冲棒为例,将有限元数值模拟与正交试验相结合,设计下冲棒圆角半径、下冲棒前角、上冲棒速度、下冲棒初始硬度、摩擦系数的五因素四水平正交试验表,基于Archard磨损理论进行下冲棒磨损正交试验。以下冲棒磨损量最小为优化目标,获得最优组合。结果表明,在浮动反挤压过程中下冲棒前角大小对磨损的影响最大,并可根据最优参数预测下冲棒的使用寿命。     

十字头铸钢件的铸造模拟及工艺优化

运用传统方法完成了十字头铸钢件的铸造工艺设计,根据铸件的结构特征和相关技术要求,采取底注式系统进行浇注。利用Pro/Engineer软件对铸件进行三维建模,并用ViewCast软件对其凝固过程进行数值模拟。通过凝固模拟结果的分析,逐步改进冒口和冷铁系统,优化原有的工艺设计方案,从而获得了相对合理的铸造工艺,达到了减少铸件缺陷和提高铸件工艺出品率的目的。     

振动铸造工艺参数优化

为了获得振动对金属液流动的影响规律并优化振动参数,耦合动网格技术和两相流模型,对振动工况下型腔内液流流动进行了模拟,并利用正交设计工况优化了振动参数。结果表明,振动工况明显有利于型腔内金属液流动,减少了充型时间与壁面剪切力。优化的振动工艺参数是频率为30Hz,幅值为0.3mm,振动方向与水平方向成45°。生产实践表明优化后的振动工艺参数有助于获得较好的充型效果。     

砂型铸造用型砂热物性参数的研究

利用数值模拟和试验的方法,研究了铸造生产用型砂的热物性参数。结果表明:型砂与铸件间距离对浇注后型砂温度变化影响明显;型砂导热系数随温度升高呈现"V"形变化趋势,即当型砂温度低于400℃时,型砂导热系数下降,温度高于400℃后,导热系数增加;而型砂的比热则呈现随温度升高而升高的趋势,但温度低于600℃时,比热明显增加,当温度高于600℃时,比热增加缓慢。