CAE技术在盘体铸造工艺优化过程中的应用

以某厂的盘体铸件为研究对象,利用仿真软件ProCAST对其充型过程和凝固过程进行数值模拟,并预测缩孔和缩松的存在情况。根据数值模拟的结果对盘体铸件工艺方案进行相应的改进,显著降低了缩孔和缩松缺陷,并提高了产品质量。     

冶炼工艺对C-Cr-Ni-Mo不锈钢中夹杂物及其力学性能的影响

利用Aspex Explorer、扫描电镜及EDAX能谱仪对比研究了真空感应VIM+电渣重熔ESR(工艺1)和真空感应VIM+真空自耗VAR(工艺2)2种双联冶炼工艺对1种C-Cr-Ni-Mo高强度不锈钢铸锭中夹杂物与力学性能影响。研究结果表明,工艺2钢锭中气体的质量分数低于25×10~(-6),夹杂物主要以形状不规则的Al_2O_3为主;而工艺1钢锭中气体的质量分数接近100×10~(-6),夹杂物主要为Cr_2O_3、Al_2O_3,分布较均匀,尺寸在5μm左右;工艺1钢锭中氧化物夹杂数量明显多于工艺2,这是由于工艺1钢锭中O含量高所造成的,同时也表现出工艺1试样的冲击韧性及塑性明显低于工艺2。由此可见,采用工艺2可以大幅度降低钢中气体含量,提高钢的洁净度,改善钢的韧塑性。     

ZQQTB磨球凝固过程数值模拟及工艺优化

针对Φ125mm ZQQTB中锰合金铸铁磨球的铸造工艺,利用华铸CAE模拟软件对磨球的浇注凝固过程中流动场和温度场进行数值模拟,预测了Φ125中锰合金铸铁磨球在铸造中可能产生的缺陷位置,并对磨球内部产生缩孔、缩松的原因进行了分析。通过增加上铁模及砂套,缩短内浇道尺寸等对浇注系统进行了修改和优化,并对浇冒系统优化前、后的铸造方案进行了温度场的数值模拟对比。结果表明,优化后的浇冒系统实现了顺序凝固,缩孔缺陷从磨球内部转移到了冒口内,模拟结果与实际浇注结果相符。     

混料工艺对固相法合成LiNi0.5Mn1.5O4电化学性能的影响

以Li2CO3、MnO2、NiO为原料,用固相法合成了5V尖晶石结构的LiNin5Mn1.5O4正极材料;并对合成的样品进行XRD、SEM及电化学性能测试,研究不同混料工艺对固相法合成的高电压正极材料LiNi0.Mn1.5O4电化学性能的影响.结果表明:采用高速球磨混料方式易获得具有优异电化学性能的样品;球磨时间一定,随着球磨转速增加,合成样品的比容量呈先增加后减小的趋势:转速为350r/min时合成的LiNi0.5Mn1.5O4的电化学性能最佳,0.2C倍率下,首次放电比容量为125.3mAh/g,100次充放电循环后放电比容量为118.7 mAh/g,容量保持率为94.7％.     

Monte-carlo时间步长的求解与铸件截面组织模拟

研究了Monte-Carlo时间步长的本质及其数值计算方法;导出了Monte-Carlo时间步长与生长概率Pg、网格尺寸△x、生长速度v的关系;并利用求解出的Monte-Carlo时间步长,模拟了Al-4.5%Cu合金凝固的微观组织.准确求解Monte-Carlo时间步长,将金属凝固的宏观模型和微观模型结合起来,可以反映出液体金属中的实际温度、浓度动态分布情况,从而能够很好地模拟金属的凝固组织形成过程.     

用Cellular Automaton模型方法模拟二元合金多晶粒枝晶生长

研究并针对Cellular Automaton凝固组织模拟方法的物理本质、数值计算方法以及在凝固微观组织模拟中的应用进行了探索。并利用Cellular Automaton凝固组织模拟方法，求解了Al-4．5Cu等轴晶多个枝晶同时生长过程。模拟结果和试验结果吻合很好。     

过冷工业纯铝枝晶生长的热动力学相场模拟

利用所建立的热动力学相场模型,在计算机上编制出三维组织凝固模拟程序,在统一的相场方程和温度场方程耦合下,实现了三维工业纯铝枝晶生长模拟,并给出了模拟结果。     

金属凝固过程中热动力学相场模型——枝晶过冷生长速度模型的推导

相场方程用于模拟枝晶生长,已有近20年的历史.现有的相场方程是直接通过Ginzburg-Landau方程导出的,虽然得到了广泛应用,但方程中各个变量物理意义并没有搞清,国内外研究者甚至都作了许多错误的解读.本文以固相率作为相场变量,在金属凝固热动力学基础理论上,给出了纯金属凝固过程中枝晶过冷生长速度模型及其推导过程.     

7050铝合金零件淬火过程中温度场及热应力场的模拟研究

综合考虑了7050铝合金材料热物性参数与力学性能参数的非线性问题,借助有限元软件ABAQUS对7050铝合金法兰盘零件进行了淬火过程中温度场、热应力场的计算机数值模拟,得到其冷却曲线与热应力分布情况.结果表明:7050铝合金零件淬火过程中表层金属承受拉应力,心部金属承受压应力的空间分布特征,且无论是拉应力还是压应力都在淬火开始不久出现峰值,至冷却结束时整个零件的应力状态趋于平衡,应力降低至最小值.     

7050铝合金淬火温度场及热应力场的数值模拟

综合考虑了7050铝合金在淬火冷却过程中材料热物性参数和高温力学性能参数的非线性性质,以应力框试件为研究对象,借助非线性有限元软件ABAQUS,对7050铝合金试件淬火冷却过程中的温度场和热应力场进行了数值模拟。结果表明,温度场的数值模拟很好地反映了试件淬火时温度场的分布规律。应力框的变形特征与公认的变形结果相符合。