钛预合金化共晶铝硅合金组织的细化条件

以钛预合金化电解低钛铝合金为母材配制共晶铝硅合金ZL108Ti，研究了其组织细化的条件。结果表明：当钛含量为0．10％～0.13％时，合金表现出了较佳的组织细化效果和良好的力学性能。α-Al二次枝晶臂间距为16．71μm，共晶硅颗粒直径为2．69μm，室温和300℃抗拉强度比不含钛的ZL108分别提高了5％和10％。组织细化机理主要是均匀弥散分布的溶质钛提供了足够的成分过冷，激发潜在强有力的形核相大量非均质形核，以及钛元素抑制晶粒长大的作用。     

球墨铸铁件凝固过程的数值模拟研究

本文在参考现的的球墨铸铁凝固数值模拟研究成果的基础上，对球铁件凝固过程中的关键总是进行了研究。采用固相率与温度呈指数关系的方程式来处理凝固过程中的共晶潜热释放；用计算各组成相的比容的方法确定共晶转变时的膨胀率；用定量方法来处理型腔扩大。在此基础上研制的球铁模拟软件，可用于实际生产中球铁件的凝固模拟。模拟结果与铸件实际情况相吻合。     

紧急切断阀二维流场数值模拟

以槽罐车外用紧急切断阀为研究对象,运用FLUENT软件对紧急切断阀内部二维流场进行了数值模拟,通过对流动速度、压力分布的分析,揭示了其内部流动的主要特征,并捕捉到了流动冲击、二次流等重要的流动现象,对紧急切断阀的内部结构优化,提供了依据和方向。     

熔体混合处理对过共晶铝硅合金显微组织的影响

研究了过共晶铝硅合金在熔体混合处理时高、低温熔体的成分及配比对初生硅相细化的影响,探讨了熔体混合工艺的长效性和重熔稳定性.结果表明:混合前高、低温熔体的硅含量差异越大,则混合后合金中初生硅相越细小;Al-30%Si与Al-10%Si合金熔体按质量比1∶1混合可获得最佳的细化效果,其初生硅尺寸为36.9 μm;混合熔体炉...     

改进元胞自动机法数值模拟高温合金凝固过程枝晶生长行为

提出了一种改进元胞自动机方法,该法充分考虑了溶质场和热扩散对枝晶生长的作用,并基于溶质场方程的27点离散格式,对多元高温合金凝固时的枝晶生长行为进行了数值模拟和试验对比,研究了枝晶生长形貌演变和单晶叶片铸件杂晶形成规律。结果表明:增大过冷度能促进枝晶快速生长,但由于溶质富集,单晶粒枝晶尖端生长速率随时间延长而逐渐减小;当冷却速率较低时,铸件等截面区域偏离热流取向的枝晶会淘汰与热流取向相同的枝晶;在定向凝固枝晶生长中,等温线内凹温度场中的变截面区域易形成杂晶;上述模拟计算结果和试验结果及相关文献的研究结果一致,该改进元胞自动机方法具有一定的有效性和实用性。     

过共晶铝硅合金组织对切削加工性能的影响

为分析过共晶铝硅合金组织对其切削加工性能的影响,对两种化学成分相同但是组织结构不同的过共晶铝硅合金进行了切削试验研究并探讨了其切削机理。试验结果表明：过共晶铝硅合金经变质处理后组织中初晶硅的大小、形状和分布状况对切削刀具寿命和合金的切削加工表面质量影响极大,具有细小、分散而形状圆钝化初晶硅的合金有比较好的切削性能。造成这种影响的主要原因在于细小的硅粒比较容易协同基体塑性变形和被刀具压入切屑和已加工表面,而粗大的硅块往往发生解理破碎、脱落和位移,直接与刀具发生强烈摩擦并使已加工表面存留许多缺陷。     

TC4合金叶片精锻过程的二维数值模拟

采用刚塑性有限元法对钛合金精锻叶片的锻造过程进行了二维有限元数值模拟。在数值模拟过程中 ,考虑了摩擦边界的作用和畸变网格的局部重划分。根据数值模拟结果 ,研究了不同锻造工艺参数 (变形温度、变形速率、压下量等 )对叶片锻造过程中的变形力、应力和应变变化的影响规律。     

单面塑料托盘结构的数值模拟研究

利用数值模拟技术对塑料托盘进行了研究;通过模拟研究给出了托盘结构的应力分布图及变形图,提高了托盘的设计效率。     

过共晶铝硅合金凝固组织细化新工艺

综述了过共晶铝硅合金的几种主要细化工艺,重点阐述了高能超声波半固态搅拌法制备过共晶铝硅合金,介绍了高能超声波法的工艺原理和工艺特点,并通过试验证明高能超声波对细化铝硅合金凝固组织具有显著效果。     

二元合金三维枝晶生长的相场法数值模拟

三维枝晶生长相场法模拟由于计算量巨大,同时无法证明微观可解理论是否适用于三维相场模型,因此,对该领域的研究相对较少且进展缓慢.基于耦合温度场与溶质场的相场模型,设计基于动态计算区域的加速算法求解相场模型,以Ni-Cu二元合金的三维模拟计算为例对加速算法进行验证,成功实现了单机上难以实现的三维枝晶生长过程的模拟计算.计算结果表明,模拟计算真实地再现了二元合金三维凝固过程中树枝晶的生长过程,并得到了与结晶理论相一致的枝晶生长规律.加速算法可大大减小计算时间,降低计算模拟对计算机硬件的依赖性,加速效果明显,冗余量小,精确度高,模拟结果更接近工程实际.     

2014铝合金搅拌摩擦焊接过程数值模拟

将搅拌摩擦焊接过程中材料的流动看作是层流、粘性、非牛顿流体绕过旋转的搅拌头探针,并基于流体力学理论,建立了三维搅拌摩擦焊缝金属塑性流动的数值分析模型。提出了一种联合粘度场、速度场对焊接区域进行划分的方法:搅拌头周围的η0(材料粘度值)内易流动区域对应于焊核,η0外围与η1粘度带之间的区域对应于TMAZ区。三维模拟中材料的垂直方向流动与“标记嵌入技术”流变可视化试验结果吻合较好:靠近探针的区域内,回撤边中下部的材料向上运动,前进边中下部材料向下运动。焊接速度过高,搅拌头轴肩与探针过渡处的易流动区容易发生材料的分离运动,实际焊接中在此处容易产生空洞缺陷。     

铝合金铸件疲劳寿命预测和累积损伤评估

建立在铝合金铸件中微观孔洞演化的数学模型,并讨论含孔洞铝合金铸件的材料模型。具有微观孔洞的铝合金铸件可以作为含损伤的材料,采用损伤度作为描述材料损伤的变量。应用含损伤的弹性材料本构关系,分析铝合金阶梯型含损伤铸件的力学性能和疲劳寿命。应用Gurson模型和屈服条件,评估铝合金铸件源于微孔洞的累积损伤及对材料塑性变形行为的影响。初步建立铸件疲劳寿命模拟分析系统。该系统包括铝合金铸造凝固过程模拟模块和疲劳寿命分析模块。