镁合金壳型件压铸数值模拟及缺陷分析

为避免镁合金压铸壳型件产生缺陷,利用有限差分模拟软件Flow-3D对镁合金壳型压铸件的充型及凝固过程进行多组正交试验,找出最佳的工艺参数。模拟结果表明:最佳压铸工艺参数为压射速度6m/s、模具温度220℃和浇注温度700℃。在最佳的模具温度及浇注温度下,得到不同的压射速度对后续凝固过程的影响。通过模拟结果分析,可以有效地预测在充型和凝固过程中可能出现的缺陷、形成位置及其形成原因,以使在实际生产中采用相应的措施避免产生缺陷,优化铸造过程。     

铸造镁合金的材料性能测试和喷丸处理的有限元数值分析

作为目前最轻的金属结构材料之一,镁合金在汽车、航空航天等行业具有广阔的应用前景.但其模铸构件表面粗糙,循环加载时极易产生疲劳裂纹并加剧扩展.因此在工业生产中常对其进行喷丸处理以提高表面质量进而实现改善构件性能的目的.在MTS试验机上对铸造镁合金AM60在不同温度条件下的应力应变关系进行了研究,并利用ANSYS对喷丸处理时不同速率(80 m/s,120 m/s,160 m/s)的钢丸冲击铸造镁合金板的过程进行了模拟分析.结果表明,铸造镁合金板残余应力和塑性应变在温度相同时,随着冲击速率的增大而增加;而在冲击速率相同时,随着温度升高塑性应变增加而残余应力减小.     

低频电磁铸造过程中温度场的形成机理

通过理论解析研究了电磁场引起铸造过程中温度场改变的原因,并通过在铸造过程中连续测温的方法进行了实验验证.结果表明,低频电磁铸造对温度场产生影响的主要原因是低频电磁场引起熔体强制对流.强制对流对熔体产生强烈的搅拌作用,促进了熔体内部的热交换,加强了熔体与结晶器壁(石墨环)以及熔体和固液界面的传热,使熔体温度场非常均匀,接近于同一温度.研究还发现,低频电磁铸造过程对浇注温度不敏感,改变浇注温度,结晶器内熔体温度变化不大.     

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...     

直接埋藏法修补疲劳裂纹缺陷的研究

在海洋平台的安全维护中,挖除原始疲劳裂纹缺陷并准备坡口是水下焊接修复工程中一项十分困难的作业步骤.为此,提出一种不挖除原始裂纹缺陷的直接埋藏法来修复疲劳裂纹缺陷.为了探索该技术的可行性,在陆地上制备了模拟补焊试样,通过对试样补焊前后的疲劳性能进行测试,分析研究了直接埋藏法修复后疲劳裂纹出现的位置、试样的疲劳循环周次以及打磨对补焊后试样疲劳循环周次的影响规律.使用Abaqus软件模拟计算了补焊所产生的残余应力和补焊后试样在不同外部载荷作用下原始裂纹尖端的应力情况.试验结果表明,新的疲劳裂纹主要出现在补焊焊趾处和补焊焊道上;补焊后接头的平均疲劳循环周次比原始试样并没有下降,反而提高了36%;对补焊焊趾进行打磨处理,接头的平均疲劳循环周次比补焊焊趾未打磨的接头提升了16%.数值模拟结果显示,补焊焊道收缩在裂纹最深处产生了-157 MPa的残余应力.三点弯曲加载时,裂纹最深处的应力由补焊前的508 MPa降为补焊后的94 MPa;单轴拉伸时,裂纹最深处的应力由补焊前的480 MPa降为补焊后的320 MPa.该结果表明直接埋藏法补焊所产生的残余压应力是延缓或阻止原始裂纹继续向母材扩展的主要原因.综合试验和模拟结果,可以认为直接埋藏法修补疲劳裂纹在水下焊接修复工程中有着很强的可行性.     

大直径AZ80镁合金热模锻有限元分析

运用Pro/Engineer进行三维造型和建模,结合Deform-3D有限元软件对大直径764 mm AZ80镁合金锻件的热模锻过程进行模拟,分析模具温度对锻件的温度分布、等效应力分布以及上模载荷曲线的影响。根据模拟结果制备大尺寸AZ80镁合金锻件,并采用扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试,分析锻件不同部位的显微组织和力学性能。研究结果表明:当模具温度为350℃时,锻件的成形性最好;当模具温度为250℃和300℃时,锻件的等效应力和上模载荷较大;当模具温度为400℃和450℃时,锻件的局部温度将会超过400℃,容易产生过烧,均不利于加工;锻件中不同位置的流线方向与第2相分布方向一致;在损伤值较小的区域,合金具有更高的强度和伸长率。     

镁合金轮毂低压铸造模具冷却性能模拟分析

对镁合金轮毂低压铸造模具关键部位的冷却性能进行模拟研究,对比了采用不同冷却方式所产生的凝固缩孔缺陷．研究发现,单独设置侧模冷却管道是一种有效的冷却方式,能够很好地减小镁合金轮毂低压铸造凝固过程中在轮辐与轮辋连接处所产生的合金液体孤岛体积,使其位置向轮心方向移动,进而降低这些区域的缩孔缺陷．通过对改进冷却性能后的轮毂实施静力学强度分析,对比改善前后轮毂应力应变分布情况,表明了模具冷却性能改善的有效性．     

铸造锌铝合金蜗轮的疲劳寿命估算

本文用Ｎｅｕｂｅｒ局部应力应变分析法估算了新材料铸造锌铝合金ＺＡ２７蜗轮的疲劳裂纹形成寿命。     

挤压铸造对ZL201性能组织的影响

以铸造铝合金ZL201为研究对象,系统研究了挤压铸造成形工艺条件下,挤压压力、浇注温度、模具温度等工艺参数对合金显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,ZL201的挤压铸造组织细密均匀,且随着挤压压力的增大,铸件的组织越加细密;结合实验结果,确定了ZL201合适的挤压工艺参数：浇注温度750℃、挤压压力60MPa、模具温度保持在250℃左右。在合适的工艺条件下,铸件的组织和性能良好,经过T4热处理后,铸件本体试样的抗拉强度和延伸率可以达到310MPa和9.27%。     

局部感应加热对高强钢方管二次辊压成形的影响

本文通过对高强钢方管角部进行局部感应加热，提高其弯角区域的成形性能，降低其变形抗力，由此在不影响非变形区域组织性能的前提下，获得所需方管的截面尺寸和组织性能。在热辊压过程中，坯料在没有模具限制的方管角部外侧邻近区域发生堆积，且随着加热温度上升，角部外侧金属堆积更明显。同时，在方管内角表层出现显微裂纹恶化，裂纹以树枝状生长。热辊压成形后的残余温度会产生一个自回火过程，能够明显降低残余应力，且随着温度的升高，残余应力降低的幅度变大。当加热温度在650℃以上时，自回火对残余应力的影响大于宏观裂纹的扩展能力，起主导作用，且压扁过程中压下量超过方管对角线长度2/3时也不会产生裂纹。