半固态铸造技术研究的进展

半固态铸造是一种新的材料成形技术 ,采用半固态铸造技术成形可以实现产品的低成本、高产出及高质量。本文着重介绍了半固态铸造合金的坯料制备和成形方法 ,同时分析了搅拌速度和金属液冷却速度对一次相的影响 ,还对半固态合金微观组织的形成和演化以及充型过程数值模拟等进行了分析 ,提出了发展半固态铸造技术值得重视的问题     

基于熵权与响应面模型的DPVC工艺多目标优化

为解决真空差压注型成形工艺参数优化问题,提出基于熵值权重法、响应面模型及多种群的改进遗传算法的真空差压注型工艺参数优化方法。采用正交试验设计和数值模拟方法获取试验样本数据,引入熵值权重法,从数理角度确定各项质量指标对产品综合质量的影响权重;结合中心复合实验设计和响应面模型,建立真空差压注型产品的综合质量评价模型;针对传统遗传算法的不足,提出一种基于多种群的改进遗传算法,从而完成对产品综合质量评价模型的优化求解;在自主开发的差压式数字控制V500-ND原型机上,通过对某摩托车前车灯灯罩的工艺参数优化实验,验证了所提方法的有效性,为真空差压注型成形工艺过程的制定提供了一种可行的工艺优化方法。     

盘体类零件低压铸造过程的ANSYS数值模拟

在低压铸造成形过程中,液态金属流体的充型和凝固是其中最核心和最重要的两步流程,其工艺水平将决定铸件的成型质量和成品率,而且铸造过程中所产生的各类铸造缺陷大都来自于这两个阶段。本文将对盘体类零件低压铸造的充型和凝固过程进行计算机数值模拟,介绍其理论基础,并将温度场数值模拟技术和流场数值模拟技术耦合仿真,运用ANSYS有限元软件中的CFD流体仿真模块和Thermal模块,对盘体类零件低压铸造充型和凝固过程中的流场和温度场变化进行研究。     

铸造凝固过程数值模拟发展现状研究

正随着科学技术的发展,计算机数值模拟技术成为一个强有力的辅助铸造工艺设计的工具。近2 0年来,由于计算机模拟方法能弥补试验方法的不足,而且对于解决复杂因素的问题也比较简单,使得铸造凝固过程数值模拟受到了广泛的重视。迄今为止,有关铸件凝固温度场和铸件充型过程的数值模拟技术已比较成熟,并已经在生产过程中得到广泛应用。     

基于Dynaform的钢制车轮轮辐冲压成形有限元模拟

板料成形技术是工业领域中最重要的一种金属加工方式。利用"分解-综合"原理,对反拉深成形工步进行工艺分析,在对预拉深成形型面进行优化的同时,改进了轮辐冲压成形工艺方案。基于Dynaform冲压成形软件,建立了汽车轮辐反拉深有限元模型,并对有限元模型进行数值模拟,验证了优化过的模具型面和新工艺路线的合理性和可行性。最后,针对轮辐翻孔成形减薄严重,设计了四因素、四水平的正交试验表,通过极差分析找到了一组轮辐轴孔翻边成形最佳工艺参数。     

汽车缸套离心铸造凝固数值模拟研究

建立汽车缸套离心铸造凝固过程的数学及物理模型,对汽车缸套离心铸造的凝固过程进行数值模拟,得到汽车缸套离心铸造过程中的温度场、液固相分布及缩孔缩松状况。结果表明:采用数值模拟分析能够使汽车缸套的高速、高温、复杂的卧式离心铸造过程可视化,并可方便地通过改变铸造参数来分析对铸造效果的影响;合适的铸型转速会对充型产生较大的影响,过小则会产生雨淋现象,过大则会使充型不连续;为减少铸件外表面及端面与内表面中心部分凝固速度的差距,可以适当提高铸型的预热温度。     

基于试验设计和灰色关联度的橡皮囊成形回弹影响因素显著性分析

橡皮囊成形是飞机钣金零件的一种重要成形工艺方法,回弹问题是橡皮囊成形的难点,对其影响因素进行显著性分析可有效控制回弹。基于橡皮囊成形有限元数值模拟,将正交试验设计方法与灰色关联度相结合用于分析橡皮囊成形回弹影响因素的显著性,以某实际长直U形件为例分析压力、最大充液速率、最大节点速度、保压时间、弯曲半径、板料厚度以及轧制方向等因素对回弹的影响程度,结果表明,模具圆角半径、压力、板料厚度、保压时间是橡皮囊成形回弹的主要影响因素,而最大充液速度、最大节点速度、轧制方向对回弹的影响较小。分析结果与工艺试验结果相吻合,从而验证了该方法的有效性。     

基于冲压成形困难区域的拉延筋阻力稳健设计

汽车覆盖件冲压过程中,工艺参数和材料参数存在不确定性,这种不确定性导致工艺优化设计的难度增加。以冲压件成形困难的局部区域为质量评价区域,通过冲压因素敏感分析筛选出噪声因素和设计变量,将实验设计与响应面法相结合,构建评价指标与设计变量和噪声因素的响应面模型。在此基础上,将响应面模型、蒙特卡洛模拟技术与遗传算法相结合,建立了基于产品质量工程的稳健优化设计方法。实例分析结果表明,经稳健优化后,冲压件成形质量和工艺稳健性获得了显著提高。     

基于Anycasting的球墨铸铁汽车泵体铸造工艺优化

本文基于Anycasting软件对球墨铸铁汽车泵体的浇注系统进行数值模拟,侧重分析了铸件充型、凝固过程中温度、压力以及速度场的变化规律。最后由模拟结果来预测该零件可能产生的铸造缺陷,进一步提出改进方案,本文的研究可为实际铸造生产中浇注系统的设计与优化提供理论依据,有助于提高铸件的铸造质量。     

高铁制动系统复杂腔体铸造成形数值模拟

复杂腔体为高铁制动系统核心零部件,其铸造性能直接影响着列车的安全性。以复杂腔体为研究对象,采用Anycasting软件对复杂腔体铸造成形过程进行了动态数值模拟,得到了复杂腔体在不同充填率下充型过程和不同凝固率下凝固过程,并由此对复杂腔体缩松进行了判断。复杂腔体数值模拟结果表明:设计的复杂腔体铸件冒口补缩效果较好,可为复杂腔体铸造设计者提供一定的理论依据和参考。     

基于INTECAST软件的铸造工艺优化设计

通过应用INTECAST铸造数值模拟软件对充型和凝固过程的模拟仿真,实现了铸造工艺的优化设计。同时应用多个实例介绍了INTECAST软件进行铸造过程模拟的基本原理和过程。     

成形磨削温度的理论与试验分析

通过磨削弧区内直角三角形热源分布以及一维导热过程的简化,并基于平面连续磨削温度的理论分析,构建了成形磨削温度的数值计算模型。该模型首先能够对型面交界处平面与斜平面磨削热源的耦合作用进行描述,同时也能对型面交界处最易产生磨削烧伤这一现象进行定量化分析。依据平面磨削过程中砂轮与工件实际接触弧长和热量分配比例的理论计算模型,分别建立了成形磨削过程中平面与斜平面两个组成部分的热量分配比例计算方法。最后,设计了成形磨削温度的试验测试方法,通过成形磨削加工试验对数值计算模型的有效性进行了验证。试验结果表明,由于成形磨削过程中同时存在平面和斜平面两个磨削热源,二者之间存在耦合作用,从而导致平面与斜平面交界处的温升急剧增加,极易引起磨削烧伤。     

基于INTECAST软件的铸造工艺优化设计

通过应用INTECAST铸造数值模拟软件对充型和凝固过程的模拟仿真，实现了铸造工艺的优化设计。同时应用多个实例介绍了INTECAST软件进行铸造过程模拟的基本原理和过程。     

共注成形充模流动的理论模型和模拟

在共注成形多相分层流动充模成形的机理研究基础上,通过采用通用的Hele-Shaw模型和流体体积技术,推导出用于描述共注成形多相分层流动充模过程的理论模型,并提出了一种稳定有效的求解理论模型的数值方法,还模拟了材料流变性能参数和过程参数对共注成形的影响,建立了这些参数与层间界面和前沿移动界面形貌的关系。模拟研究结果与一些文献的试验结果有较好的吻合。     

高精度反射器面板柔性复合成形数值模拟

建立了双曲率蜂窝夹层板在“点阵钉模、真空负压”条件下成形的有限元分析模型。对双曲率蜂窝夹层板的柔性复合成形过程进行了数值模拟，研究了板料在成形过程中薄膜力及型面误差分布。通过分析得到了反射面型面精度的影响因素，优化了反射面结构形式。实验得到的反射面天线具有很高的型面精度和结构稳定性，实际型面精度和数值模拟结果十分接近，表明该模型能够有效地分析蜂窝夹层板的成形问题。     

气体辅助注射成形充模流动数值模拟的研究

基于广义Hele—Shaw流动模型,通过引入合理的简化和假设,建立了实现气体辅助注射成形充模流动模拟的数学方程、气体穿透过程的边界条件、CAD/CAE建模关键技术以及系统程序设计方法等。该研究对气体的穿透过程、压力场分布、小同时刻熔体/气体边界的移动状态以及在模壁上形成表层聚合物熔体壁厚的过程进行_了气体辅助注射成形充模流动的实例数值模拟研究。结果表明:增大气体注射压力,在其气体穿透方向所形成的表层熔体厚度比值也增人,降低熔体注射温度和非牛顿指数会增大气体穿透的壁厚值,其值接近试验测定的数值范围,也比较符合实际的气辅注射成形工艺结果。     

先进高强钢DP780板料的温成形极限预测研究

为准确预测DP780钢板料在温成形条件下的成形极限曲线,将韧性断裂预测模型引入到数值模拟.基于DP780钢板料在温度范围573 K～873 K、应变率范围6.67× 10-4s-1～6.67×10-3s-1的单向拉伸试验结果分析,利用强塑积指标确定了温度为673 K、应变率为3.33× 10-3s-1条件下材料的温冲压成形性能较好.通过该变形条件下的简单拉伸试验和数值模拟,确定了影响DP780钢板料韧性断裂的主要因素.建立了可以预测DP780钢板料在不同应变路径下发生拉伸型断裂和剪切型断裂两种断裂机制的韧性断裂预测模型,并与温成形本构模型、Hill'48屈服准则相结合实现了刚模胀形试验的数值模拟,预测了DP780钢板料在温度为673 K下的成形极限曲线,并建立了成形极限数学模型.结果 表明,利用该方法预测的成形极限结果拥有较好的精度.     

低压铸造薄壁板件的流动与传热耦合数值模拟

采用 VOF法处理自由表面 ,达西源项法处理固 -液两相区流动 ,开发了铸造过程流动与传热耦合数值模拟软件。通过对流场及温度场分别采用不同的计算域和时间步长 ,大大提高了计算效率。利用该软件模拟了一薄壁板件的低压铸造过程 ,并进行了实验验证。数值模拟结果表明 ,对薄壁件而言 ,充型过程的流动对铸件初始温度分布影响较大 ,但充满后的残余流动对温度分布影响较小     

基于Ｆｌｕｅｎｔ的中间摆臂注射成型工艺参数优化

基于 ＣＦＤ计算流体力学计算软件Ｆｌｕｅｎｔ,把金属粉末注射成形过程看作空气、粉末以及粘结剂的多相流动成形过程。根据模腔注射成形的经验公式所得工艺参数设置相关边界条件并设计正交试验,对汽车发动机中间摆臂注射成形的充模过程进行三维数值模拟,基于试验结果来分析各个实验参数及其交互作用对产品质量的影响,从而为注射成形产品缺陷产生的原因提供直观分析方法,以实现 ＣＡＥ技术对实际生产的指导作用。     

采煤机滑靴的优化研究

结合国内外学者的研究结果,利用Pro-E三维造型软件对采煤机滑靴前期充型过程中实时温度与充型速度对滑靴充型的影响进行了模拟,为实际采煤机滑靴铸造过程试件材料的选择、设计、形状等参数的选择提供理论参考。