铸件凝固过程几何模拟的缩孔缩松预测方法

以预测缩孔缩松判据Ｇ／√Ｒ为基础，经过转换、推导，得出适合于几何模拟的新判据（ｄＭ／ｄＬ），√Ｍ，并编制了预测缩孔缩松的几何模拟软件，这种预测方法操作简单，计算迅速，可对铸件工艺图上指定部位进行预测，与模数法设计铸造工艺相辅相成。     

液态金属静压力对缩孔缩松判据的影响

大多数缩孔缩松判据都忽略了液态金属静压力的影响,因此对液态金属静压力较大的铸件的缩孔缩松预测不够准确。针对这一问题,通过对铸件缩孔缩松判据———时间梯度法(Xue判据)的改进,将液态金属静压力P0引入到缩孔　>Ck,与实验缩松判据中,建立了时间梯度法与液态金属静压力之间的关系。新的缩孔缩松判据可表示为P0 80　·Gτ/τ0 6结果对比表明,预测结果与实验结果吻合,比原缩孔缩松判据预测结果更加准确。     

低压铸造缩孔缩松判据预测技术

本文考虑了压力对临界固相率的影响,提出了压力下的缩孔预测判据,及与压力、温度梯度和冷却速度相关的缩松预测判据,该判据已成功的应用于华北工学院铸造工程中心开发的Castsoft软件的低压铸造模块.     

铸件凝固过程中缩松、缩孔预测及数值模拟优化

结合板锤铸件现场铸造工艺情况,利用ProCast软件对其凝固过程进行数值模拟,预测其存在的缩孔和缩松缺陷.根据模拟结果对铸造工艺方案进行相应改进,选出一种最优的方案,为该铸件的实际生产提供一定的参考依据.     

铸钢件缩松判据的改进

对铸钢件凝固过程数值模拟中通常用的缩松判据G/进行了改进,将金属液的静压力P0引入到缩松的判据中,新的缩松判据为P0G/.通过试验证明,当P0G/≤3.0×104Pa(s℃)1/2/cm时,铸钢件中将产生缩松.同时说明以P0G/作为铸钢件凝固过程数值模拟中的缩松判据比G/更加准确.     

球墨铸铁件缩孔缩松的形成及其预测

回顾了球墨铸铁件的凝固特性、收缩特性及缩孔缩松形成方面的研究工作、存在的问题及进一步研究的方向,评价了铸件缩孔缩松预测的研究成果及进展。指出,球墨铸铁件缩孔缩松的形成及预测是一个有待于解决的课题,它需要综合考虑冶金、工艺及动力学因素的影响,将物理模拟试验与数值模拟预测紧密结合,系统地开展工作。     

精密铸造三级动叶片缩松和缩孔缺陷的预测

采用SolidEdge造型软件和SRIFCast网格剖分软件作为前处理平台 ,实现了三级动叶片三维实体造型及非均匀网格的自动剖分。开发了铸件三维充型过程流体流动与传热的耦合模拟计算机程序。利用XUE判据和Niyama判据对三级动叶片凝固过程中缩松和缩孔缺陷的出现位置进行了预测。结果表明 :XUE判据能够准确预测三级动叶片铸件中缩松和缩孔缺陷出现的位置 ,对实际生产有一定的指导意义。     

灰铁凝固过程中缩孔缩松的预测

通过热分析实验及对灰铁试件的浇注实验,分析了碳当量及孕育对灰铁凝固过程的影响.在动态膨胀叠加法的基础上,综合考虑了初始温度、碳当量、孕育、初晶和共晶体积的收缩与膨胀,建立了灰铁缩孔预测模型.开发了灰铁凝固过程数值模拟分析系统,并对实际的灰铁浇注件进行验证分析,预测结果与实验结果吻合较好.     

铸件缩松缩孔判据G／√T的理论基础及应用

通过对铸件凝固过程数值模拟中缩孔，缩松判据的理论推导，得出判据的理论公式为Ｇ／√Ｔ〈Ａ．√ΔＴ／√ＤＬ或Ｇ／Ｒ〈Ｂ．ΔＴ／ＤＬ，并对其物理意义进行了讨论，使该式两端满足了量纲上的要求，从理论上解决了由成分偏析的影响造成缩孔、缩松预测的偏差问题。如果结合偏析的数值模拟，用该理论公式可望精确预测铸件缩孔、缩松、为铸件缩孔，缩松完全定量预测提供了理论基础，生产验证表明，用该判据公式预测缩孔、缩松，与实际     

低压铸造下凝固过程缩孔缩松的预测方法研究

基于铸件铸型的传热学基础,详细研究了低压铸造下铸件缩孔缩松缺陷的形态,考虑到低压铸造补缩具有重力补缩和压力补缩双重性质的规律,以及压力对临界固相率的影响,提出了一种新的预测低压铸造下缩孔缩松预测的方法,并建立了数学模型.该预测技术基于中北大学特种液态成形技术研究中心所开发的EasyCast软件进行研究,并集成到该软件中.最后将模拟结果与实验结果进行对比,显示该模型能够较好地表现低压铸件的缩孔缩松.     

Ti-Al合金精密铸件的疏松预测

应用铸造软件ViewCast模拟精密铸造Ti-46%Al合金叶片的充型与凝固过程,预测了疏松的形成,模拟结果与实验结果相吻合.通过分析凝固温度场、凝固收缩百分数并结合实验结果,对原浇注系统进行改进:摒除了原先的顶注及顶、底联合浇注的方式,只采用底注方式,有效克服了充型不平稳、易卷气的缺点;提高壳型预热温度、增大冒口尺寸,使铸件实现顺序凝固.改进后的模拟结果显示,铸件凝固顺序合理,疏松完全转移至凝固后的冒口中,保证了叶片的致密性.     

利用Niyama判据预测重力铸造铝合金摩托车车轮缺陷

利用Niyama判据对重力铸造铝合金摩托车车轮进行了缩孔、缩松预测.根据Niyama判据式G/√R探讨了影响缩孔、缩松的因素,并根据这些影响因素采取相应的工艺措施,消除或减轻了铸件的缩孔、缩松倾向.     

铸钢件凝固模拟中的熔池划分技术

研制了铸钢件凝固过程数值模拟中进行识别多个熔池的技术 ,利用此技术可将铸钢件凝固过程中所形成的多个相互孤立的熔池一一区分开 ;在此基础上 ,能够更加准确地预测由各个孤立的熔池所形成的缩孔 ,依此提高了铸钢件凝固过程数值模拟中对缩孔位置和形状预测的准确度     

铸件缩孔缩松数值模拟方法的进一步定量化

通过采用构造插值函数以及对数值模拟过程中局部网格的进一步细化,一方面把修正的等液面收缩量法与网格细化进行结合,有效地提高了缩孔的预测精度,另一方面G/T~(1/2)判据与网格细化的综合运用,一定程度上实现了缩松预测中量的概念,是对铸件缩孔缩松数值模拟方法的有效补充。     

偏析对铸件缩松、应力应变及热裂的影响

讨论了偏析对铸件凝固过程中缩松形成、凝固完毕时应力应变大小以及热裂趋势的影响。分析指出偏析越严重 ,缩松就越容易形成 ,凝固完毕时的相对应力越小 ,严重偏析部位的集中应变越大 ,热裂趋势越大。因此合理有效地控制偏析可大大减轻铸件缺陷的形成 ,有利于提高铸件的质量。     

低压铸造大型壁厚不均铸件缩松的解决

采用改进铸造工艺促使铸件实现顺序凝固,在易出现缺陷处采取喷水激冷、增加冷铁和冷铜等措施,解决了平均壁厚为6 mm、壁厚差较大的低压铸造高压电器基座大型铝合金铸件生产过程中出现的缩松问题,提高了铸件品质,为大型壁厚不均铸件的低压铸造生产提供了借鉴.     

利用Niyama判据预测离心铸造轧辊缩孔缩松缺陷

采用有限元法建立模型,利用等价比热法处理相变潜热,对大型离心铸造轧辊浇注及冷却过程的温度场进行了数值模拟.通过计算轧辊各部位的温度梯度和冷却速度,利用新山英辅(Niyama)判据,对轧辊各部位出现缩孔缩松缺陷的趋势进行了预测,其结果与生产实际相吻合.     

液态模锻保压时间的研究

对液态模锻保压时间的相关因素进行了探讨,并着重讨论了保压时间对制件内部质量、性能及尺寸精度的影响,给出了大量实验数据及保压时问选取的一般方法。