铝硅基精铸材料薄壁壳体成型多尺度分析

针对铝合金薄壁壳体铸造成型高质量要求,通过向ZL101A铝合金中增添Al-10Sr变质剂以及微量Ni元素,制备铝硅基精铸材料坯件,借助加热设备与SCC-44500电子万能试验机对铝硅基精铸材料进行高温压缩试验,得到不同应变率与不同温度下材料的应力-应变曲线,发现铝硅基精铸材料在各应变率及温度下的屈服强度相对ZL101A铝合金均提高。以铝硅基精铸材料进行液压泵薄壁壳体铸造工艺设计分析,基于ProCAST铸造模拟软件,采用低压铸造工艺方案对铝合金薄壁壳体低压铸造过程进行多尺度模拟,分析预测得到了温度场和流动场对铸件充型和凝固过程中缩孔缩松形成的影响,并对壳体铸件的显微组织特征进行了分析,观察得到内部二次枝晶臂间距和共晶层片间距分布状态,综合分析宏微观结果可知,适合的铸造工艺可以制备出完整高性能的铝硅基合金薄壁壳体铸件。     

加工铝合金用铣刀的设计开发

1　引言随着汽车向轻量化方向发展 ,铝合金材料在汽车零部件上的应用越来越多 ,现在一些轿车的发动机缸体、缸盖、活塞、变速箱壳体以及轮毂、阀类壳体、甚至车身覆盖件等都已采用高性能铝合金材料制造。由于铝的质量密度 (2 8)仅为钢的质量密度(7 8)的约 1 / 3,因此使用铝合金零部件可大大降低汽车整车重量 ,从而达到提高动力、节约燃油、减少排放等综合效益。在东风汽车有限公司内 ,神龙公司的发动机缸盖、变速箱壳体、广本公司的发动机缸体、缸盖、泵业公司的部分泵壳体、汽车制动系统公司的阀类壳体等许多重要零部件均采用铝合金压铸件…     

ZL205A铝合金大型铸件低压铸造及旋转喷吹净化

利用ZL205A优质合金,采用低压铸造工艺和惰性气体旋转喷吹技术精练铝液,生产外廓尺寸达2000mm,重量1500kg的大型铝合金铸件,经检测铸件力学性能、内部质量均迟到设计要求。     

新型铝硅基铸造壳体凝固成形研究

新型铝合金材料用于薄壁壳体铸件制备,通过向ZL101A合金中增添微量Ni元素,基于ProCAST铸造仿真软件设计液压泵壳体低压铸造工艺,数值模拟铸件不同部位固相出现时间,并预测铸件凝固过程中缩孔缩松现象。实际生产铝合金薄壁壳体铸件,并对壳体棒料进行高温压缩实验,利用结构变形机理以及微观组织特点分析铸件凝固成形机理。分析合理的浇注温度以及热处理工艺,能够对壳体铸件缩孔缩松现象进行有效控制,保证改进铝硅合金薄壁壳体铸件质量。     

某重型商用车变速箱壳体轻量化研究

为了实现某重型商用车变速箱的轻量化,开展了将灰铸铁壳体换成铝合金壳体的研究。首先,通过模态试验对有限元模型进行了验证,采用多体动力学方法得到壳体5个轴承的动载荷,基于静力学分析求得壳体的应变能;然后,建立了板和壳的质量关于4个影响因素的数学模型,确定各影响因素对板和壳的质量的影响强弱顺序;最后,综合壳体的应变能、影响因素对壳体添加加强筋。结果表明,轻量化后壳体的强度、刚度均满足要求。     

汽车前副车架轻量化设计

对原前副车架结构和材料进行优化设计,可以达到轻量化的效果。将前副车架的钢材替换为铝合金材料ZL114A,并利用CATIA三维建模软件对前副车架结构进行优化设计。经优化,前副车架质量由17 kg减少至11.76 kg,减重比例达30.8%,满足设计要求。使用Nastran软件对优化后的前副车架进行有限元分析,结果表明新结构满足各种汽车行驶工况下的强度、模态以及刚度性能要求,因此该轻量化设计方案可行,在不影响前副车架正常使用的情况下减轻质量。     

材料ZL105A铸造壳体结构改进方案

使用材料ZL105A铸造的产品壳体,随某涡扇发动机燃油控制系统联试过程中,发现铸造壳体燃油腔漏油。经过理论计算和失效分析,得出穿透疏松是导致铸件壳体漏油的主要原因。根据铸件壳体漏油机理,改进铸件壳体结构,并通过试验对结构改进的正确性进行了验证。     

ZL101A铸铝硅合金与铝合金管6063-T6焊接工艺的研究与应用

介绍了ZL101A铸铝硅合金与铝合金管6063-T6挤压管异种材料的焊接方法,该工件作为压力容器使用,需要承压,同时要满足气密性要求,尺寸公差要求严格,目前还没有相应的焊接参考标准,同时ZL101A铸铝硅合金自身容易出现裂纹、夹渣、气孔疏松等缺陷,焊接时容易出现裂纹、夹渣、气孔缺陷,焊接质量不易保证,通过对上述两种材料的焊接工艺参数的试验及控制,形成上述材料焊接的工艺参数,保证了焊接的质量。     

铝合金材料在减振器结构轻量化中的应用

基于三维CAD软件CATIA ,对某发动机悬置元件（金属橡胶减振器）进行轻量化设计,采用铝合金材料替换原钢制材料,该方案可以使减振器结构件减重效果达到67.1％。采用有限元分析软件Hyperworks ,对轻量化前后的结构件进行有限元分析,主要包括应力与应变分析及疲劳寿命分析,验证了轻量化方案的可行性。结果表明,铝合金结构的各项性能指标满足实际工作的使用要求。     

一种汽车转向节的轻量化设计

针对某原铸铁材料转向节,采用材料替换和结构优化设计的方法对其进行轻量化设计。首先利用CATIA三维软件建立原转向节模型,将材料更换为铝合金材料ZL114A?T6。由于原结构强度在给定工况下不满足要求,将原结构与轮毂法兰通过钢套进行连接,并增加了驱动轴套厚度。将优化后的转向节用Nastran软件进行有限元分析,结果表明新转向节结构能满足各种汽车行驶工况下的强度要求。优化后转向节质量从81 kg降低至51 kg,减重比例达到37%。     

商用车压铸铝合金冷凝器支架优化设计

目前商用车普遍所使用的冷凝器支架多为Q235A材料冲压成型,从优化设计的角度看,存在重量较重、结构传力不够合理等缺点。为了克服上述缺点,利用Hypermesh软件进行拓扑优化并采用YL104压铸铝合金材料,全新设计支架,使结构更加合理,实现轻量化目的的同时提升支架的可靠性。新设计支架已经通过台架振动试验和可靠性试验验证,满足设计要求,对于商用车轻量化设计具有重要的指导意义。     

某型柱塞泵壳体通油孔仿真分析与改进研究

某型进口柱塞泵在修理时经常发现壳体通油孔边缘有裂纹。结合柱塞泵自身结构特点对壳体通油孔结构模型进行简化，在额定工况下采用流固耦合方法对壳体进行仿真分析，得出壳体通油孔边缘存在应力集中，导致受力状态不满足强度要求。对通油孔应力集中部位设计了两种切割方式，并采用电火花技术进行切除改进。通过仿真分析与试验验证，证明切割设计改善了该部位受力情况，为产品修理和改进提供参考。     

ZL205A箱体热处理工艺探索

ZL205A合金是一种高强度铸造铝合金,经热处理后该合金具有良好的综合力学性能,是目前世界工业生产中强度最高的铸造铝合金,广泛用于制作高强度、高刚度结构的零件,可以代替部分铸钢件和锻件。我们利用箱体铸件,对该合金的热处理工艺进行了探索。     

轴向柱塞泵壳体的低温变形分析与结构优化

现有船舶、航空、航天等国防领域对轴向柱塞泵大范围环境温度下的运行性能提出了严峻的挑战。为获取低温工况下(-40°C)柱塞泵壳体热力学性能,该文对其低温变形行为及结构优化方法展开研究。该文首先用Inventor软件对柱塞泵壳体进行三维建模,然后根据柱塞泵工作环境确立了热边界条件,建立了考虑温度场分布的壳体热变形有限元模型,并对壳体各部位的应力特性及变形行为进行分析,最后提出了柱塞泵壳体结构优化方法以降低其变形量,仿真结构采用优化的壳体结构可减少端面处(最大变形处)变形量约20%。     

材料性能对铝合金搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

近年来,随着汽车行业的蓬勃发展,车身轻量化也成为了行业前进中的一个重要方向。在这个过程中,铝合金以其独有的综合优势成为了最重要的轻量化使用材料。在车身覆盖件及汽车底盘、内饰零部件中,各种牌号的铝锻件、铝铸件、铝型材等已被广泛运用。因此,对同种牌号及不同牌号铝合金材料间的搅拌摩擦焊进行研究具有重要的意义。本文根据1060纯铝、5A06和7075铝合金进行的同种和异种材料搅拌摩擦焊对接的实验结果,分析讨论在是否不同的材料性能可以在采用搅拌摩擦焊后,焊缝成形不同。     

采用双砂种制芯生产铝合金壳体

在生产铝合金壳体类铸件时,大多数工厂(包括我厂在内)一般都采用合脂砂或树脂砂制芯。由于铝合金壳体类铸件壁较薄,且浇注温度较低(650～760℃)。在浇注后,芯砂的溃散性差、残留强度高,清理困难。以我厂批量生产的外混式轴向回流型自吸离心泵的泵壳为例(铸造工艺见图示),材质为ZL104,其中ⅠⅡⅢ号砂芯,原先一直采用合脂砂制作,其配比和性     

轴向柱塞泵壳体结构瞬态响应分析

以一种典型轴向柱塞泵为研究对象,模拟其工作过程中压力脉动在壳体外表面产生的振动,获得在此激励下的动态响应。利用有限元分析软件ANSYS Workbench,建立轴向柱塞泵壳体的有限元模型,进行瞬态响应分析。分析壳体在不同压力级别下的振动响应,通过分析结果确定泵壳位移、应力和应变的动态变化过程,从而找到泵壳的“敏感区域”,为轴向柱塞泵振动测试和结构优化奠定基础。     

某型液压柱塞泵壳体回油特性试验研究

针对高回油压力条件下航空液压柱塞泵壳体回油特性不明的问题,以某型航空液压柱塞泵为研究对象,对其壳体回油特性进行了仿真分析和试验研究。首先,在求解配流副润滑模型的基础上,考虑缸体倾覆、油液温度、回油压力等因素的影响,分别建立了配流副、柱塞副和滑靴副的泄漏模型;然后,对各摩擦副的泄漏模型进行了数值求解,分析了不同因素下各摩擦副的泄漏变化规律;最后,基于各摩擦副的泄漏量,计算了泵壳体回油压力-流量特性,并测试了不同回油压力下泵的壳体回油流量,对计算结果的有效性进行了验证。研究结果表明：在缸体倾斜角度较大和壳体回油压力较高时,配流副和滑靴副对壳体回油流量的贡献为负值,而柱塞副对壳体回油流量的贡献始终为正值;泵的壳体回油流量随着回油压力的升高而减小,当壳体回油压力为1.37 MPa时,壳体回油流量下降至0。     

ZL101A铝合金瞄准镜壳体断裂失效分析

某型枪用ZL101A铝合金瞄准镜壳体上的镜枪连接处在冲击过程中出现断裂,通过断口形貌观察、金相分析、化学分析、硬度测试等方法对断裂个体零件的原因进行多方面的分析。结果表明:瞄准镜壳体断裂处为脆性开裂,起裂位置位于凸起与管身倒角外壁处,断裂位置处于壁厚最薄处且存在较大的应力集中,原因是铸件变质处理不充分、存在枝晶间缩孔,使材料塑性和抗疲劳性能有所下降。     

免热处理压铸铝合金的性能研究

铝合金的应用是汽车轻量化的重要措施之一。采用金相显微镜等设备对某免热处理压铸铝合金材料进行了烘烤前后的对比研究。结果表明：该免热处理压铸铝合金的性能接近常规热处理压铸铝合金AlSi10MnMg,能够满足车身结构件的材料使用要求。