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。     

缸体铸件在不同落砂条件下热应力场的模拟

利用有限差分有限元集成分析方法，对某厂柴油机缸体铸件在3种不同温度开箱落砂条件下的铸造过程温度场、应力场进行计算机数值模拟，得到其冷却变形情况及残余应力分布，并评价3种工艺方案。结果表明落砂温度越低，铸件的变形越小，但对铸件的残余应力影响不大，不过对铸件凝固过程中应力值的变化趋势影响较大，落砂温度越低，铸件落砂时的应力值也越大。     

铸铁件应力与变形的数值模拟及试验研究

用JSCAST铸造模拟软件,对常用牌号铸铁件的应力框模拟试样进行铸造变形解析,对其内部应力及变形进行预测和对比分析.用树脂砂铸造工艺浇注QT600-3应力框铸件,以测量实际应力和变形,验证模拟结果,并提出减小铸铁件应力及变形的措施.结果表明,铸件的实际应力及变形与模拟结果基本一致;球墨铸铁的残余应力明显高于灰铸铁,且强度越高,应力越大,密烘铸铁的应力及变形状态与球墨铸铁相似,高弹性模量有利于保证铸铁件质量.建议从选择优质铸造合金材料、改善铸件结构、优化铸造工艺和提高组织均匀性等方面减小铸铁件的残余应力.     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于ProCast的熔模铸造安装座的应力模拟及裂纹分析

采用ProCAST模拟软件对高铁转向架构件在不同的浇注温度、浇注速度和模壳预热温度下应力场分布进行了模拟,并对铸态组织进行分析.结果 表明,铸件最大应力主要集中在铸件和冒口连接处,模壳预热温度对有效应力影响最大,模壳预热温度越高铸件有效应力越小,浇注温度次之,随着浇注温度升高,铸件有效应力升高,浇注速度影响最小,随着浇...     

基于ProCAST的铸造应力数值模拟探讨

利用ProCAST模拟铸造应力,如从浇注开始即进行模拟,当模拟计算进行至铸件凝固温度时计算终止;如从铸件凝固以后某一温度开始,并且假定铸型为空时进行模拟,可以得到铸件的铸造应力.     

基于数值模拟的金属型铸造拉伸试棒残余应力分析

采用数值模拟与正交试验相结合的方法,对影响拉伸试棒残余应力的浇注温度、模具温度、开模时间等进行模拟分析。通过对模拟的结果分析表明:开模时间是影响残余应力的主要因素,可以通过对开模时间的调整来达到减少残余应力的目的;模具温度对残余应力的影响较小,模具温度越高残余应力越小;浇注温度对残余应力几乎没有影响。     

铝合金电解阴极横梁凝固数值模拟及其应力分析

利用铸造仿真软件ProCAST对铝合金电解阴极横梁金属型铸造过程进行了数值模拟,得到其温度场和应力场;分析了倾斜浇注竖直凝固铸件的应力场及位移分布.模拟结果显示阴极横梁应力集中位置主要在其两端过渡凸台端面连接处区域;铝横梁的变形方式为在纵向方向上类似S型变形.通过对铸件凝固过程热应力数值模拟可以更好地预测铸件凝固过程中应力和变形的动态变化,为实际生产提供科学指导.     

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。     

利用ProCAST探索浇注温度对转子质量的影响

运用铸造过程数值模拟软件ProCAST,对转子铸件进行了浇注温度的模拟仿真分析,以研究不同浇注温度对QT400-15转子铸件缺陷的影响。结果显示:温度过高虽然可以提高流动性,但是同时会增加液体在凝固过程中的收缩量,导致缩孔缩松缺陷;而温度过低,又会导致铸件力学性能达不到要求。根据试验情况,浇注温度宜选在1 340~1 360℃。     

锻造工艺参数对TC4钛合金锻件残余应力的影响

针对非等温锻造时TC4钛合金锻件极易产生较大残余应力的问题,依据物理实验,建立并调控仿真模型,通过数值模拟的方法,对不同锻造工艺参数下的TC4钛合金锻件的残余应力进行分析。研究了变形温度、变形程度以及变形速度3个关键参量对TC4钛合金锻件残余应力的影响,揭示了残余应力的变化以及分布规律。结果表明:TC4钛合金锻件的径向残余应力关于中心轴线呈对称分布,但分布不均匀,从外表层至心部,残余应力由拉应力转化为压应力,在中心处应力较为集中;而TC4钛合金锻件的轴向残余应力从上表面到下表面分布较为均匀,且明显小于径向残余应力;关键参量中的变形温度和变形程度对TC4钛合金锻件残余应力的影响较为显著,而变形速度的影响较小,适当提高变形温度和变形速度、减小变形程度,可降低TC4钛合金锻件的残余应力。     

电火花堆焊温度场、应力场的二维与三维数值模拟

国内有文献报道，用电火花表面堆焊技术精密修复失重型失效零部件，但对其表面堆焊温度场、应力场的模拟并未系统研究，本文运用有限元软件ANSYS对电火花堆焊的温度场、应力场分别建立二维与三维模型，进行焊接过程模拟，并计算出了温度场、残余应力场的分布及残余变形的状况。二维计算得到的应力数值范围是-9MPa～57．5MPa，三维计算得到的应力数值范围是-12MPa-52MPa，并对二维模型进行残余变形分析，计算得到最大变形为0．861E-6m，证明了电火花堆焊这种精密修复工艺的优良性。     

Using finite difference method to simulate casting thermal stress

Thermal stress simulation can provide a scientific reference to eliminate defects such as crack,residual stress centralization and deformation etc., caused by thermal stress during casting solidification. To study the thermal stress distribution during casting process, a unilateral thermal-stress coupling model was employed to simulate 3D casting stress using Finite Difference Method (FDM), namely all the traditional thermal-elastic-plastic equations are numerically and differentially discrete. A FDM/FDM numerical simulation system was developed to analyze temperature and stress fields during casting solidification process. Two practical verifications were carried out, and the results from simulation basically coincided with practical cases. The results indicated that the FDM/FDM stress simulation system can be used to simulate the formation of residual stress, and to predict the occurrence of hot tearing. Because heat transfer and stress analysis are all based on FDM, they can use the same FD model, which can avoid the matching process between different models, and hence reduce temperature-load transferring errors. This approach makes the simulation of fluid flow, heat transfer and stress analysis unify into one single model.     

铸造残余应力某些影响因素的研究

对ＺＬ１０２合金冷却后的残余应力进行了研究，给出了应力－时间曲线．发现Ｅ形应力框的粗细杆横截面积比、应力杆长度和浇注温度等因素对ＺＬ１０２残余应力有着不同程度的影响，当粗细杆横截面积比为４时，残余应力出现极大值     

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.     

高温屈服极限对高强钢焊接变形及残余应力影响的仿真研究

由于缺乏材料的高温数据,进行焊接仿真时所取的高温屈服极限通常有差异。采用双椭球热源模型,对某高强度结构钢的高温屈服极限设计了五种方案进行焊接仿真计算,研究了高温屈服极限对焊接变形和残余应力的影响规律。结果表明:高温屈服极限差异对焊接变形与焊接残余应力有不同的影响;高温屈服极限差异对变形影响较大,越靠近焊缝影响越明显;对残余应力影响较小,仅在近缝区的局部区域产生影响。焊接变形与残余应力均随高温屈服取值的增大而增大。