CRH-7动车组铝合金枕梁结构优化及铸造工艺研究

作     者：赵希柱 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：于宝义

授予年度：2013年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：铝合金 枕梁 有限元 铸造工艺 

摘      要：随着高速铁路的快速发展，列车的轻量化成为提高列车速度的必然趋势，而铝合金具有密度小、比强度和比模量高、抗蚀性能强等优点，在动车组列车上具有广阔的应用前景。但迄今为止，对具有复杂内部结构的铝合金枕梁的研究尚处于起步阶段。 本论文主要从三个方面对CRH-7型动车组铝合金枕梁进行研究：首先，参考钢板焊接式枕梁结构，设计出铸造铝合金枕梁结构，并对设计的结构进行静强度和疲劳强度有限元计算，若模拟分析结果的合理，则设计满足受力要求，若不合理则需重新设计。其次，通过基于CAD/CAE技术对设计出的铝合金枕梁进行铸造工艺的研究，本文主要设计了两种铸造工艺，砂型重力铸造工艺和砂型低压铸造工艺，利用数值模拟技术对充型过程和凝固过程进行分析，并对缺陷进行预测，确定合理的浇注系统和铸造工艺参数。最后，通过跟踪铝合金枕梁的实际生产过程，对铸件出现的铸造缺陷(气孔、缩孔与缩松、冷隔、夹渣、裂纹等缺陷)进行分析并提出解决方案，进一步优化工艺方案。 通过金相组织与力学性能分析表明：铸件组织致密;力学性能满足要求：σ≥275MPa，δ≥2.0，HB≥80。型腔的无损检测和打压试验表明：铸件内部无明显缺陷;铸件的气密性检测合格，满足打压铸件需求。