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铸造 2003年第7期52卷 499-502页

作者：肖军民陈国香南昌大学机电学院江西南昌330029

用计算机模拟计算了ZG45的应力框600℃落砂时的应力场,通过试验和仿真的方法给出了应力随落砂温度的变化曲线,得出了残余应力随落砂温度的变化经历了3个阶段,同时分析了3个阶段应力的形成特点。结果发现,ZG45的铸件在900℃落砂时,残余... 详细信息

用计算机模拟计算了ZG45的应力框600℃落砂时的应力场,通过试验和仿真的方法给出了应力随落砂温度的变化曲线,得出了残余应力随落砂温度的变化经历了3个阶段,同时分析了3个阶段应力的形成特点。结果发现,ZG45的铸件在900℃落砂时,残余应力最大。本文中,提出了铸造中的质量效率(残余应力落砂温度)平衡图,分析了在工业大生产中该平衡图具有的实际意义,能够使铸件的质量和生产效率达到最佳匹配。

关键词：残余应力温度场数值模拟落砂温度

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降低铸件落砂温度和减小残余应力的研究与应用

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铸造工程．造型材料 2003年第3期27卷 44-45页

作者：伊凤泉文频东风朝阳柴油机有限责任公司122000

本文介绍了用延长造型线砂胎冷却线的方法降低落砂温度,以减小铸件残余应力的工艺.

关键词：铸件落砂温度残余应力造型线冷却砂胎铸造柴油机

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应力框热应力数值模拟及变形分析

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铸造 2010年第1期59卷 38-41页

作者：李辉时建松张爱琴合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009 佳木斯大学材料科学与工程学院黑龙江佳木斯154007

利用专业铸造模拟软件ProCAST,对HT250应力框铸件在3种不同浇注温度、3种不同落砂温度条件下进行了铸造过程温度场、应力场的计算机数值模拟,得到其残余应力分布和冷却过程变形情况。通过正交试验设计方法对残余应力和浇注温度、落砂温... 详细信息

利用专业铸造模拟软件ProCAST,对HT250应力框铸件在3种不同浇注温度、3种不同落砂温度条件下进行了铸造过程温度场、应力场的计算机数值模拟,得到其残余应力分布和冷却过程变形情况。通过正交试验设计方法对残余应力和浇注温度、落砂温度的关系进行分析,结果表明:落砂温度对残余应力的影响较大,落砂温度越高,残余应力越小,但铸件的变形越大;浇注温度对残余应力的影响没有规律,但浇注温度越高,铸件的最终变形越大。

关键词：应力框数值模拟正交试验残余应力变形落砂温度浇注温度

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铸造模拟关键热参数的反算优化及应用研究

铸造模拟关键热参数的反算优化及应用研究

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作者：刘晋西华大学

学位级别：硕士

铸造过程采用计算机数值模拟技术进行缺陷预测和研究已经得到广泛的实际生产应用。铸造仿真温度场模拟的数值算法,发展至今已经基本成熟,温度场数值模拟结果与实际生产不吻合现象的主要误差源是材料热物性参数和热边界条件（简称热参数... 详细信息

铸造过程采用计算机数值模拟技术进行缺陷预测和研究已经得到广泛的实际生产应用。铸造仿真温度场模拟的数值算法,发展至今已经基本成熟,温度场数值模拟结果与实际生产不吻合现象的主要误差源是材料热物性参数和热边界条件（简称热参数条件）不准确。想要获得准确的温度场模拟结果,就需要输入匹配的热物性条件。由于铸造现场环境复杂多变,若直接采用经验值进行铸造温度场模拟仿真,仿真结果往往与实际生产存在一定偏差,因此需要对输入热物性条件进行校核,然而,对于铸造模拟所需要的热物性条件而言,通过实验直接测量是比较困难的,甚至有些参数条件,是数值模拟理论模型参数条件,通过实验无法直接测量。本文设计并实际浇注了QT400-15呋喃树脂砂重力铸造实验,并应用热电偶测温仪对型砂和型腔内部某些关键位置点进行实时温度测量。按照所设计实验模型,对应建立温度场数值模型,利用ProCAST铸造模拟分析软件,以经验值对数值模型进行设置并计算。将计算温度结果与实际测量温度曲线进行对比分析,发现模拟温度曲线与实测温度曲线存在较大差异。根据传热数值模型,分析并讨论了造成温度场数值计算出现误差的各个热参数条件因素。建立反算优化数学模型,并以实验模型热电偶实测温度曲线为反算优化的初始输入条件,利用DOE口田敏感性分析模型对各个因素进行敏感性分析,找出对模型温度场敏感性较高的一些关键因素,按敏感性由高到低依次对影响传热关键热物性条件进行反算优化,获得对应的反算结果。从而达到以实验测量温度数据反算热参数条件的目的,避免了实验直接测量。将反算优化获得的热参数条件应用到实际生产的铸件进行模拟仿真分析,并与实际生产情况进行对比,以验证反算数据的准确性和实用性。验证结果表明,反算优化后的材料热参数条件可以准确匹配生产结果。证明了利用DOE口田敏感性分析方法可以确定影响温度结果的关键因素,再应用反算优化法可以有效的对铸造模拟关键热参数条件进行反算优化,达到无需直接实际测量而校核热参数条件的目的,从而提高铸造仿真模拟精度。最后基于验证后的反算优化热参数条件,对压缩机机身铸件进行落砂温度应用研究,以分析不同的落砂温度对最终压缩机机身铸件应力、应变的影响。结果表明,落砂温度越高,落砂前铸件的有效应力、应变整体越低,室温下铸件的残余应力越低,但最终变形量越大。

关键词：呋喃树脂砂 DOE口田敏感性分析反算优化热参数条件落砂温度应力应变

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发动机缸体残余应力的数值模拟

发动机缸体残余应力的数值模拟

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作者：时建松合肥工业大学

学位级别：硕士

本课题以某铸造厂的小型缸体铸件为具体的研究对象,利用专业铸造模拟软件ProCAST,对其在3种不同浇注温度、3种不同落砂温度条件下进行铸造过程温度场、应力场的计算机数值模拟,得到其残余应力、应变分布和冷却过程的应力、应变变化情况... 详细信息

本课题以某铸造厂的小型缸体铸件为具体的研究对象,利用专业铸造模拟软件ProCAST,对其在3种不同浇注温度、3种不同落砂温度条件下进行铸造过程温度场、应力场的计算机数值模拟,得到其残余应力、应变分布和冷却过程的应力、应变变化情况。分析了浇注温度、落砂温度对温度场分布、冷却速度、应力和应变的影响。根据ProCAST的特点、模拟的内容以及计算机的硬件条件,把整个数值模拟分为充型模拟、落砂前的应力计算和落砂后的应力计算三个部分。在模拟计算中,采用了对称面、温度场-应力场单向耦合法和考虑铸件/铸型间的相互作用的方法。通过分析可以得到:浇注温度对温度场分布规律和冷却速度有影响,随着浇注温度的升高,铸件在铸型内冷却速度降低,但落砂后的冷却速度升高;铸件应力、应变随时间变化的变化规律;落砂前,随着浇注温度的提高,有效应力先几乎不变,然后当超过1410 o C后有效应力开始降低;落砂后,浇注温度越高,残余应力越小;落砂温度越高,落砂时的有效应力越小,但最终的残余应力越大;相同浇注温度条件下,落砂温度越高,落砂时的位移值越小,但铸件最终的残余应变越大;相同的落砂温度条件下,浇注温度越高,其准备落砂时的位移值就越大,但浇注温度对最终的残余应变的影响没有任何规律。本文在ProCAST平台下实现了不同工艺参数下的缸体铸件的数值模拟,为工艺设计人员提供了新的改进和优化工艺的手段,而不是采用传统的“试错法”,从而降低了生产成本。因此,本研究成果具有重要的理论意义及较高的工程实用价值。

关键词：发动机缸体数值模拟浇注温度落砂温度应力应变

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YLC12合金钢阀体成形工艺优化模拟研究

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作者：张仲先合肥工业大学

学位级别：硕士

YLC12合金钢阀体是石油输送过程中重要的连接件,常处于高压状态,其服役环境恶劣。本文通过凝固数值模拟技术,预测可能产生的铸造凝固缺陷并优化工艺,为企业生产提供参考。针对YLC12合金钢阀体以企业生产的实际工艺方案,分别选取三组浇... 详细信息

YLC12合金钢阀体是石油输送过程中重要的连接件,常处于高压状态,其服役环境恶劣。本文通过凝固数值模拟技术,预测可能产生的铸造凝固缺陷并优化工艺,为企业生产提供参考。针对YLC12合金钢阀体以企业生产的实际工艺方案,分别选取三组浇注温度为1560℃、1600℃C、1620℃,三组浇注时间为40S、45S、50S进行了模拟凝固研究。结果显示：浇注温度为1600℃和浇注时间为45S时为最佳工艺参数,其缩松体积为89.9cc,最大缩孔率为0.992。进一步对铸件工艺方案进行优化,使用保温冒口代替原普通冒口,去除底部冒口,增加使用冷铁进行模拟研究,结果表明：铸件上的缩孔缩松总体积减少为71.61cc。另外,从改变冒口高度和冒口直径的角度继续进行工艺优化,模拟结果表明当冒口高度为260mm,冒口直径缩小10%时,铸件的补缩效果最佳,其铸造工艺出品率提高了6%。此外,根据模拟分析结果结合铸件结构特点对其铸造工艺进行了重新设计。依据浇注系统的设计准则,重新设计了直浇道、横浇道和内浇道。在保证其他工艺参数相等的前提下进行模拟,模拟结果显示工艺一的最大缩孔率为0.975,工艺二的最大缩孔率为0.971。对工艺二进行优化,优化后最大缩孔率为0.926,缩孔总体积为69.85cc。反馈企业试生产,其铸件质量改进效果明显。最后,本文还对铸件在不同温度下落砂的残余应力进行了研究,分析了铸件分别冷却到700℃、600℃、500℃温度时落砂后的应力变化。模拟结果显示残余应力随着落砂温度的提高而增大。确定了开箱落砂温度为500℃,此时在大冒口根部的应力最小为307Mpa。在铸件外侧选取四个点分析其位移随时间的变化规律,结果显示铸件各个部位的X、Y、Z方向的收缩状态并不相同。统计各点应变量可为企业工艺设计提供参考数据。

关键词： YLC12合金钢阀体件数值模拟缩孔缩松落砂温度残余应力

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