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。     

航空连接件冲锻成形工艺模拟及优化

采用有限元模拟方法,对圆环形航空连接件成形工艺进行仿真模拟,从3种不同成形工艺方案中选择最佳方案,对所选工艺方案进行冲锻工艺参数优化,研究冲头截面尺寸对凸台成形效果的影响。结果表明,采用单一冲头完成弯曲和凸台的成形,冲头截面尺寸在长宽方向均向外偏置0.15mm时成形效果最好,最佳冲头截面尺寸为5.3mm×2.15mm。采用上述截面尺寸的冲头成形出的零件,实验验证符合使用要求。     

基于DYNAFORM的汽车车身覆盖件冲压成形数值模拟

汽车车身覆盖件冲压成形过程中时常会出现破裂、起皱、回弹等缺陷。本文以某汽车车身顶盖覆盖件为例,利用DYNAFORM板料成形数值模拟软件模拟了其成形过程,对可能出现的成形缺陷进行了预测,该数值模拟结果对板料冲压模具设计具有指导意义。     

GE构架的铸造模拟分析及工艺改进

GE构架为机车上的一个关键零件,服役时承受重载和频繁的冲击载荷作用.因而要求该件组织致密,不允许有缩孔,缩松和气孔等缺陷.本文先运用Pro/e软件对GE构架进行实物造型,然后利用MAGMAsoft软件对铸件充型和凝固过程进行模拟,预测铸件可能发生缩孔、缩松缺陷的位置,最后针对模拟结果进行铸造工艺优化改进并进行生产实验.实验结果表明,工艺改进后得到的铸件热节缺陷几乎消失了,缩松或缩孔缺陷也相应地减少.     

转速对异种材料搅拌摩擦焊界面微孔缺陷尺寸变化规律的影响

近年来,国内外对异种金属搅拌摩擦焊的研究现状进行了总结。重点对异种材料搅拌摩擦的特点、应用及其组织演化特征进行归纳和分析。该文建立了异种材料搅拌摩擦焊界面缺陷演化模型,通过有限元模拟搅拌针不同转速下异种材料搅拌摩擦焊界面微孔缺陷演化过程,阐述了转速对异种材料搅拌摩擦焊界面微孔缺陷尺寸变化规律,特别是以2024与7050铝合金模拟异种材料搅拌摩擦焊过程中界面微孔缺陷的演化过程以及尺寸变化规律。     

木制品坯料出材率的影响因素分析

中国木材供应长期存在较大缺口,为缓解木材供需矛盾,提升木制品坯料出材率,以松木锯材为研究对象,现场测定其尺寸规格及缺陷状况,建立锯材登记表。根据实测数据,设计回归试验方案,完成锯材的模拟下锯实验。对模拟下锯实验结果进行回归试验,建立各影响因素对基本坯料体积出材率系数和短坯料体积出材率系数的回归方程,分析并确定各影响因素对各输出指标的影响规律。结果表明,锯材质量和对坯料质量的要求是影响木制品坯料出材率的最主要因素,随着锯材质量的提高和对坯料质量的要求降低,总的坯料体积出材率提升超过12%。提出了利用锯材表面缺陷的相对面积来划分锯材等级的新思路,并建立了锯材等级与优质坯料生产工艺之间的对应关系,为优化下锯关键设备研发提供了基础理论支撑。     

局放放电联合检测中光-电信号与放电量关联关系的修正

基于实验室搭建的局部放电光-电信号联合检测平台,进行了4种典型缺陷下局放模拟检测实验,获取了局放的光信号和电信号。本文分析了两类局部放电信号与GIS模拟腔体内部的视在放电量之间的关系,同时,根据现场试验中,真实存在的一些影响因素对结果进行了修正,分别从不同气压下超高频（UHF）检测信号与视在放电量之间的关系和不同尺寸绝缘缺陷下光测法信号与视在放电量之间的关系两方面进行了修正。获取了气压对UHF信号影响的修正公式,取模拟腔体内气压3bar时,对修正值与实际测量值进行比较,得到除自由金属微粒缺陷（相对误差为14.4%）外,其它缺陷的相对误差均小于5%;获取了不同缺陷尺寸下对光测法信号影响的修正公式,选取各类缺陷的最小尺寸,对修正值与实测值进行比较发现,除自由金属微粒缺陷外,其他缺陷的相对误差均小于10%,验证了修正结果的可靠性。     

基于等效缺陷尺寸在役焊接安全性评价研究

采用有限元模拟软件SYSWELD对X70管线钢在役焊接瞬时温度场进行模拟,综合考虑焊接熔池尺寸及高温区金属强度损失,运用强度路径积分法对焊接熔池进行等效。将等效熔池看作是体积型缺陷,基于等效缺陷尺寸对在役焊接安全工作压力进行计算,进而对输气管道在役焊接安全性进行评价。结果表明:随着壁厚增大,安全工作压力增大,安全性增强;管径增大,安全工作压力减小,安全性降低,等效缺陷长度修正因子可削弱这种影响;气体介质条件下安全工作压力与饱和水介质相比较小,同时气体压力、流速对安全工作压力影响较小,在一定壁厚下用常规空气冷却条件下的等效缺陷尺寸进行安全性评价是保守的。     

局部放电联合检测中光-电信号与 放电量关联关系的修正

基于实验室搭建的局部放电光-电信号联合检测平台,进行了4种典型缺陷下局放模拟检测实验,获取了局放的光信号和电信号。分析了两类局部放电信号与SF6气体绝缘模拟腔体内部的视在放电量之间的关系,同时,根据现场试验中,真实存在的一些影响因素对结果进行了修正,分别从不同气压下超高频(ultra high frequency,UHF)检测信号与视在放电量之间的关系和不同尺寸绝缘缺陷下光测法信号与视在放电量之间的关系两方面进行了修正。获取了气压对UHF信号影响的修正公式,取模拟腔体内气压0.3 MPa时,对修正值与实际测量值进行比较,得到除自由金属微粒缺陷(相对误差为14. 4%)外,其他缺陷的相对误差均小于5%;获取了不同缺陷尺寸下对光测法信号影响的修正公式,选取各类缺陷的最小尺寸,对修正值与实测值进行比较发现,除自由金属微粒缺陷外,其他缺陷的相对误差均小于10%,验证了修正结果的可靠性。     

Sn63Pb37熔融涂覆成形数值模拟及扫描方式对力学性能的影响

针对现有增材制造技术对打印材料要求较高、成本较高、成形速率低的问题,提出了金属涂覆成形新工艺。以低熔点合金Sn63Pb37为数值模拟和实验材料,研究了涂覆成形过程的温度场及速度场,分析了数值模拟和实验中两个主要参数(基板移动速度v、涂覆头距基板初始距离H)对涂覆层尺寸的影响,并将同样参数下模拟所得涂覆层尺寸与实验件尺寸进行对比。将涂覆件制作拉伸测试件,分别测试其平行于涂覆方向和垂直于涂覆方向的抗拉强度。研究发现:数值模拟与实验所得涂覆层高度和宽度的最大误差分别为6.45%、6.51%,随基板运动速度的增加,仿真与实验件的高度和宽度均呈下降趋势;当初始距离在1.2mm以下时,随H的增加,仿真与实验件的高度与宽度均增加,且增加速度较快,当H大于1.2mm时,趋于平稳;涂覆成形件平行于涂覆方向和垂直于涂覆方向的抗拉强度均高于原铸件,其中平行于涂覆方向的抗拉强度最大,达到46.63MPa,比铸件高出30.49%;平行于涂覆方向较垂直于涂覆方向的韧窝密且深,从而平行于涂覆方向的抗拉强度要高于垂直于涂覆方向的抗拉强度。