铝合金铸件氢气孔析出过程的数值模拟

本文论述了铝合金铸件中氢氧孔析出过程数值模拟的数字模式和编程框图,并对实际模拟结果,进行了探讨。     

基于CAE分析的铝合金壳形件浇注系统的优化研究

随着铝及铝合金铸件越来越广泛的应用,各应用领域对铝合金铸件成形工艺提出了更高的要求和更高的标准.但是,原始的侧端面浇口浇注系统在铸件过程中还存在诸多缺陷.为提高铝合金壳形件浇注系统的充型和凝固性能,基于CAE、ProCAST,以ZL102铝合金壳形件为研究对象,提出了中心浇口浇注系统的优化方案.经数值模拟分析可得出结论,将中心浇口浇注系统应用于ZL102铝合金壳形的过程中,充型与凝固情况得到明显的改善,系统得到了最终的优化.     

国内外铸件微观组织数值模拟研究概况

铸件微观组织模拟是利用计算机模拟铸件微观组织的形成过程,以预测铸件的组织结构和性能本文对铸件微观组织数值模拟技术的发展过程、应用现状进行了评述简要介绍了铸件微观组织数值模拟的基本思路以及模拟过程中的宏／微观统一数学模型,如热传导模型、溶质传输模型、形核模型、晶粒生长模型分析了两种随机方法即Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ法和Ｃｅｌｕｌａｒ－Ａｕｔｏｍａｔｏ法的优缺点评价了模拟中使用的新技术在此基础上,提出了当前铸件微观组织模拟研究的发展方向     

铸件凝固三维温度场的计算机模拟

本文在论述采用隐式方法进行铸件凝固进程数值模拟的基础上,编制了铸件凝固温度场三维数值模拟计算程序。通过理论计算和实测结果的比较,得出三维数值模拟计算具有较好的精确度。三维模拟计算与二维模拟计算的结果相比较说明,开发三维凝固温度场解析程序是十分必要的。最后,本文提出了在前人基础上继续探索更实用数值方法的重要性。同时指出热应力场的数值模拟是今后研究的发展方向。     

铸件/铸型边界模型对用于RT的凝固模拟精度影响的研究

在快速模具制造工艺 RT (Rapid Tooling)中 ,采用尺寸凝固模拟技术保证铸件的尺寸精度是 RT工艺中关键的技术环节 ,而凝固分析中铸件 /铸型边界模型的正确与否对尺寸凝固模拟精度有着重要的作用。采用 3种不同的铸件/铸型边界模型对 RT工艺中典型标准件的凝固过程进行数值分析及实验验证 ,分析结果及实验证明在 RT工艺铸件尺寸精度的凝固分析中 ,铸型 /铸件的边界模型采用铸件、铸型均为热变形弹塑性体 ,且采用接触力学中的接触单元法对铸型 /铸件的边界进行分析更符合实际。采用这种铸件 /铸型边界模型对汽车覆盖件模具的凝固过程进行了热力耦合分析 ,数值计算得到的铸件尺寸与实际铸件的尺寸吻合较好 ,证实所采用的铸型 /铸件边界模型是正确的、可行的     

易切削钢9SMn28凝固过程的CAFE法模拟

为了耦合缩孔和疏松模拟凝固过程三维微观组织,对元胞自动机--有限元(CAFE)法的物理本质和数值计算方法进行了分析,采用CAFE法对易切削钢9SMn28铸件进行了凝固过程、缩孔和疏松及三维微观组织的模拟.模拟结果表明:在空冷条件下,铸件表层的凝固是在连续降温过程中进行的,内部是先等温凝固,后降温凝固;缩孔和疏松模拟结果与实际铸件的基本相符;实现了9SMn28合金三维微观组织的模拟,模拟结果与实验吻合较好.     

球墨铸铁件凝固过程三维数值模拟

根据卡赛提出的球墨铸铁件补缩原理,本文对球墨铸铁件凝固过程中的体积变化进行直接数值模拟,将模拟结果换算整理成铸件表现密度与浇注结束后时间的关系曲线,按此曲线,可根据冒口颈封闭时间来判断收缩缺陷的有无及严重程度。数值计算中考虑了共晶前期的温度回升、铸件和铸型间的紧密接触、二次收缩和铁水回流等球墨铸铁件的特有现象。对于试样中的收缩缺陷的程度和位置,数值模拟结果与实验结果基本符合。     

铸钢件热裂纹的预测

本文以铸件凝固温度场数值模拟为基础，综合地计入了铸件凝固速度，补缩能力，受阻部位的收缩和铸型的柔度，热膨胀等因素，建立了铸钢件热裂预测的判据，模拟铸件的预测计算结果与实际浇注情况的对照表明，文中建立的判据及计算方法对铸钢件的热裂可进行较准确的预测。     

国内外铸件微观组织数值模拟研究概况

铸件微观组织模拟是利用计算机模拟铸个微观组织的形成过程，以预测铸件的组织结构和性能。本文对铸件微观组织数值模拟技术的发展过程，应用现状进行了评述，简要介绍了铸件微观组织数值模拟的基本思路以及模拟过程中的宏／微观统一数学模型，如热传导模型、溶质传输模型、形核模型、晶粒生长模型，分析了两种随机方法即Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ法和Ｃｅｌｌｕｌａｒ－Ａｕｔｏｍａｔｏ法的优缺点，评价了模拟中使用的新技术，在此基     

AlSi9Mg变速箱下壳低压铸造工艺模拟及优化

为解决低压铸造过程中容易产生气孔、夹渣、缩松等问题,研究了铸造工艺参数对低压铸造AlSi9Mg变速箱下壳充型及凝固过程的影响。依据Pro/Engineer软件绘制2种不同浇注系统的变速箱下壳三维实体模型,利用ProCAST软件进行数值模拟,探讨浇注温度、铸型温度及充型压力等对AlSi9Mg变速箱下壳低压铸造时金属液充型及凝固过程的影响,以标准化正交表对实验结果进行有效分析。结果表明,较合理的工艺参数为浇注温度700℃、铸型温度350℃、充型压力45 kPa,在此工艺参数下铝合金变速箱下壳铸件缩孔、缩松缺陷体积由原来的1.537 cm~3降为1.425 cm~3。对AlSi9Mg变速箱下壳低压铸造工艺进行模拟研究,可为变速箱下壳低压铸造工艺的优化提供参考依据,具有实际应用价值。     

反应堆用辅助泵的实体建模和抗震计算

运用CATIA软件建立了与真实辅助泵完全一样的三维模型,使用四面体单元对建立的模型划分有限元网格,克服了采用壳体单元的近似,使模型的计算结果更加可靠。计算了反应堆用辅助泵的抗震性能,在地震载荷、温度场的作用下,最大Mises等效应力为15.8MPa,小于应力极限值132.825MPa,辅助泵完全满足相关规范抗震强度的要求。     

熔模铸造双相不锈钢铸件缺陷分析及解决措施

针对铸件容易产生的充型不完整和产生气孔的缺陷,采用熔模铸造法试制双相不锈钢铸件.结果表明,通过控制金属液出炉温度和模壳温度并在铸件凝固时强化冷却,能防止上述缺陷的产生.应用试制工艺生产的铸件外观质量良好.     

导流壳几何参数选取及其对泵性能的影响

针对井用泵的特点，根据多个水力模型的设计、试制、试验，总结分析了流壳几何参数对泵性能的影响，提出了几何参数选取范围，有助于探索怎样提高潜水泵的性能。     

树脂添加量对壳型覆膜砂热性能的影响

本文研究了树脂量对壳型膜覆砂热性能的影响,指出树脂量对壳型覆膜砂热性能的影响是通过树脂膜厚和砂粒间粘结膜接触点数目的改变来实现的.在试验条件下(使用70/140硅砂,树脂添加量约为3%),树脂膜厚在2μm左右有较好的综合性能.     

一种高度集成化的双向旋转泵的设计及性能研究

设计了一种高度集成化的双向旋转泵,可用于各种需要泵油润滑的机械设备上。双向旋转泵结构包括高度集成的泵壳、摆线转子、输入轴、钢球和外壳。通过泵壳上的配油槽和摆线转子结构上的特点,可实现单向供油,双向旋转的功能。通过系统试验,测试其在不同输入转速下的排量、流量和抽空高度。该双向泵保证同等排量的情况下,简化系统结构,减少布置空间,降低成本,易于普及。     

径向柱塞泵配流轴双三角槽结构分析

在新型径向柱塞泵的设计中,要想把原来常规设计的排量规格为63ml/r的液压泵在壳体尺寸、配流轴外径以及主轴外径不变的情况下,使其排量增加一倍以上时,气穴现象和液压冲击现象比较突出.在配流轴上加工双三角槽使密封容腔以合理的过渡过程提前与吸油通道和排油通道连通是解决问题的方法之一.本文讨论双三角槽的结构和过渡过程情况,分析它的可行性,讨论结果认为这是一种较好的方法,这种设计思想对其它型式液压泵的改进设计有一定的指导意义.     

轴流式血泵内部流场和生物相容性的数值分析

设计了一种新型磁悬浮轴流血泵，使用圆锥型磁轴承以避免由动静部件接触摩擦引起的血栓问题，其结构小巧紧凑并利于磁悬浮的实现．利用数值方法对血泵内的流场进行了模拟，加装出口导叶以改善血泵内部流场，得到了血泵的水力性能曲线及泵内压强、壁面切应力的分布．验证了转子和泵壳间的狭缝中存在与主流方向相反的逆向稳定冲刷流动，避免了狭缝内流动停滞，减少了血栓形成几率．给出了一种利用数值方法计算溶血指标的方法，并通过溶血指标的计算评价了血泵内的溶血程度，发现雷诺切应力是导致溶血的主要原因．     

交错百叶折流板管壳式换热器性能分析

针对传统弓形折流板换热器壳侧压降大的问题,提出交错百叶折流板管壳式换热器,通过三维数值模拟,对不同周期下的交错百叶折流板管壳式换热器性能进行研究,获得壳侧流场、温度场的换热和阻力性能.结果表明:与传统弓形折流板换热器相比,交错百叶折流板管壳式换热器壳侧形成了较好的螺旋状流动,温度场分布均匀;在相同的质量流量下,交错百叶折流板管壳式换热器壳侧压降显著降低,单位压降的传热系数最高提高110.51%,综合性能大幅提高.     

电磁搅拌对弹簧钢60Si2Mn凝固组织的影响

利用金相观察了电磁搅拌对弹簧钢６０Ｓｉ２Ｍｎ凝固组织的影响情况,并讨论了形成机制。结果表明：在凝固过程中进行电磁搅拌,引起熔体的强烈流动,使液相区的温度场和溶质含量趋于均匀;凝固时奥氏体的一次臂生长速度减慢,消除弹簧钢６０Ｓｉ２Ｍｎ一次结晶组织中发达的柱状树枝晶层;     

薄板压铸件充型过程流场的数值模拟

压铸充型的流场数值模拟作为压铸模ＣＡＤ的一项重要内容，成为压铸行业科研的前沿课题。本课题以ＳＯＬＡ—ＶＯＦ方法求解不可压缩的粘性流体，开发了压铸二维流场的数值模拟程序。可以用它来模拟复杂薄板压铸件的充型过程。在边界条件处理时提出考虑边界能量损失的修正方法和自由表面压力边界条件简化处理方法。该程序可用来预测由于流动方式不合理产生的冷隔、裂纹、气孔等压铸件主要缺陷。适用于形状复杂的板状压铸件及某些三维薄壁压铸件。实际分析验证表明，运算结果与实测结果一致。