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。     

落砂温度对铸件残余应力影响的研究

用计算机模拟计算了ZG45的应力框600℃落砂时的应力场，通过试验和仿真的方法给出了应力随落砂温度的变化曲线，得出了残余应力随落砂温度的变化经历了3个阶段，同时分析了3个阶段应力的形成特点。结果发现。ZG45的铸件在900℃落砂时，残余应力最大。本文中，提出了铸造中的质量．效率(残余应力-落砂温度)平衡图，分析了在工业大生产中该平衡图具有的实际意义，能够使铸件的质量和生产效率达到最佳匹配。     

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。     

降低铸件落砂温度和减小残余应力的研究与应用

本文介绍了用延长造型线砂胎冷却线的方法降低落砂温度，以减小铸件残余应力的工艺。     

灰铸铁机床床身应力与变形的测试研究

利用数值模拟软件对铸件的充型、凝固过程及铸件内部热应力分布情况进行模拟分析。通过测试灰铸铁机床床身多个测点在热时效前后、加工前后及振动前后的残余应力值,发现残余应力随CE和Si/C比提高而降低;热时效能大幅度降低铸件残余应力,热时效温度越高,铸件残余应力降幅越大,且降温时段降温速度对残余应力有较大影响;加工会产生较大残余应力,热时效后进行其它时效对残余应力影响不大。     

机床床身铸件的数值模拟及残余应力研究

采用数值模拟软件JSCAST对精密车削加工中心HTC2050和精密卧式加工中心HMC50e灰铸铁床身铸件的充型、凝固过程、温度场、应力及变形进行模拟分析;采用盲孔法测量不同打箱温度下的灰铸铁床身铸件和粗加工前后的球铁滑枕箱体铸件的残余应力。结果表明:铸件下箱床身凝固慢,导致床身容易产生残余应力,且横导轨的应力比竖导轨大;导轨及节点处有缩松缺陷,易引起收缩应力;床身在长度方向的变形量比宽度和高度方向的变形量大;灰铸铁件的残余应力比球墨铸铁件大,较低的打箱温度有利于减小残余应力,粗加工后残余应力明显增大。     

大型轧钢机机架凝固过程温度场应力场模拟分析

采用FDM/FEM集成分析系统,对152 t轧钢机机架凝固过程中的温度场和应力场进行了模拟计算;根据温度场计算显示了机架凝固过程中补缩通道变化情况。机架应力场模拟包括铸件凝固、冷却及落砂后冷却整个过程。以凝固过程中准固相区的等效应力与强度的比值分布规律为依据,对该铸件的热裂倾向性进行了预测,给出了危险区的位置。还给出了机架的残余应力和变形。模拟结果与实际生产情况较为吻合。     

机床床身铸造残余应力的仿真分析研究

以某机床床身铸件为研究对象,通过Procast铸造仿真软件对床身铸造应力进行仿真,得到了床身铸造过程中不同时刻的温度场、流场以及铸造落砂后应力场。分析温度场及残余应力场分布规律可以从理论上对现有的铸造工艺进行评价。结果表明,铸造过程中床身产生了大量的残余应力,残余应力分布具有一定的规律。     

压铸件铸造残余应力影响因素研究

铸造残余应力的存在会引起铸件变形开裂等问题,分析了浇注温度、模具预热温度、冷却水温度、压铸比压对铸造残余应力的影响。结果表明,浇注温度提升时,铸造残余拉应力下降;模具预热温度、冷却水温度提升时,铸造残余拉应力上升;三者中浇注温度与模具预热温度的交互作用对铸造残余应力影响显著;比压增大铸造残余应力数值减小。     

考虑对流和辐射的铸件凝固过程研究

在已有的铸造凝固过程计算机模拟基础上,考虑了对 和辐射对凝固过程热传递的影响。开发出在铸件凝固过程中综合考虑热传导、热对流和热辐射的计算程序。针对热残余和的计算。结合铸造中落砂工艺,对落砂前后不同的传热模型进行了相应的调整,为检验模型的准确性。试验研究了弓形应力框试验铸件的浇注过程。对比分析了试验结果和计算结果,指出新的模型更接近实际情况。     

铸造模拟在大型复杂铸铁件上的实用研究

使用计算机进行铸造模拟有助于复杂铸铁件的铸造工艺设计,流动和凝固解析的结果可以作为日常确定方案时的重要参考.利用凝固解析功能确立了独特的使用方法,可以预测和优化大型铸铁件的打箱时机,预测铸件热处理时的铸件温度分布,以及采用简易模型进行铸件内部应力的估算.这些方法对铸铁件生产是行之有效的.     

铸钢件凝固过程三维位移场数值模拟研究

在开发铸钢件凝固过程三维位移场数值模拟有限元程序时 ,对准固态区间用粘弹塑性模型 ,固相线以下用弹塑性模型的本构关系 ;用初应变法计算温度载荷 ;用增量变刚度法求解位移场。对实际铸钢件凝固过程的位移场进行计算 ,模拟结果与理论分析一致 ,本研究工作是进一步模拟分析应力场和进行热裂预测的基础     

数值模拟技术在大型铸钢件生产中的应用

大型铸钢件在实际生产中易产生缩孔缩松、应力变形等缺陷。本文采用清华大学机械工程系开发的FDM／FEM集成分析系统，对马钢双板轧机机架及5000t油压机横梁凝固过程中的温度场、应力场进行了模拟分析，并根据模拟结果对工艺进行了改进。按照制定的工艺进行实际生产，均一次浇注成功。     

Numerical Simulation of Temperature Field and Thermal Stress in ZTA(p)/HCCI Composites During Solidification ProcessEI北大核心CSCD

As advanced wear-resistant materials, it is important to promote the process and application of high chromium cast iron (HCCI) matrix composite reinforced by zirconia toughened alumina ceramic particles (ZTA(p)/HCCI composite). For the purpose of wider applications of this kind of composite, it is urgent to optimize the process parameters of casting process for it. Based on the finite element software the temperature field and thermal stress in ZTA(p)/HCCI composite during casting process were simulated. The temperature fields of castings are investigated using the uniform initial temperature and the non-uniform initial temperature at the beginning of solidification. It is more appropriate to the actual situation at the end of mold filling process when the initial temperature of solidification is considered as an unstable temperature field. The influence from performs with different honeycomb shapes is considered in the calculations of temperature fields of castings. In this work, the thermo-elastic plastic model was used to accurately describe the thermal stress in the castings with different honeycomb shapes of preforms, and the results indicate that the thermal stress in them decreases with the increase of edge number of holes in preforms. Finally, the hot crack in castings is predicted and the shakeout process is optimized. It is concluded that the simulated results are in good agreement with the experimental results.     

Modeling and simulation of 3D thermal stresses of large-sized castings in solidification processes

When heavy machines and large scaled receiver system of communication equipment are manufactured, it always needs to produce large- sized steel castings, aluminum castings and etc. Some defects of hot cracking by thermal stress often appear during solidification process as these castings are produced, which results in failure of castings.Therefore predicting the effects of technological parameters for production of castings on the thermal stress during solidification process becomes an important means. In this paper, the mathematical models have been established and numerical calculation of temperature fields by using finite difference method (FDM) and then thermal stress fields by using finite element method (FEM) during solidification process of castings have been carried out. The technological parameters of production have been optimized by the results of calculation and the defects of hot cracking have been eliminated. Modeling and simulation of 3D thermal stress during solidification processes of large-sized castings provided a scientific basis, which promoted further development of advanced manufacturing technique.     

ZTC4钛合金机匣构件离心铸造过程的数值模拟

采用数值模拟方法,研究ZTC4合金机匣离心铸造的充型和凝固过程,分析了离心转速、浇注温度和铸型预热温度对熔体充填过程流动场、凝固过程温度场和应力场的影响,并预测了缺陷的分布.结果表明,随离心转速提高,熔体充型速度无明显变化,但柯氏力作用更加明显,铸型中熔体流股变细;熔体过热度低于30℃时,铸件出现明显的浇不足缺陷;铸型预热温度是影响铸件残余应力的主要因素,而离心转速和熔体过热度的影响次之;铸件最后凝固的较厚部位容易出现缩松、缩孔缺陷,且其位置与X射线检测结果较吻合.     

砂型低压铸造铸件充型及凝固过程的研究

采用低压铸造法浇注了壁厚为10mm与25mm的ZL114A平板件,通过测定其温度场研究了低压铸造条件下铸件的充型与凝固特点。结果表明,对于25mm平板件,凝固过程中板内从升液管口至铸件远端形成了较大的温度梯度,能够实现典型的顺序凝固,压力通过升液管可始终作用于凝固补缩过程;对于10mm平板件,其凝固速度较快,铸件整体倾向于同时凝固,补缩主要通过浇注系统在局部位置进行。对于10mm与25mm平板件,40mm/s的充型速度均能实现平稳充型与顺序充填。     

电火花沉积钨涂层的温度场和残余应力有限元模拟

目的 通过模拟钢基体表面电火花沉积钨涂层过程中的熔池区域温度场变化及其残余应力分布,以便更好地理解电火花沉积钨涂层的工艺过程,得到钨涂层成膜过程中的温度场分布和残余应力形成机制.方法 采用电极低速旋转与上下点动相结合的电火花沉积工艺,由点到线、再到面的沉积顺序,在钢基体表面均匀制备抗烧蚀钨涂层.同时,采用ANSYS仿真...     

大平板类铝合金壳体铸件铸造工艺优化与设计

针对大平板类铝合金壳体铸件的外形尺寸大、结构复杂等特点，通过三维温度场数值模拟来揭示铸件的凝固过程。根据准固态力学行为和流变行为，进行应力场模拟，进而预测铸件在凝固过程中产生缩松、缩孔以及热裂和变形等倾向，合理地实现了铸件的铸造工艺优化设计。