浇注模拟试验台设计

以浇注模拟试验台为研究对象,用甘油代替金属液进行相似模拟试验,定量表述浇注液的浇注轨迹。借助MATLAB软件,数值求解出不同抛出速度及浇包嘴与水平面呈不同夹角时,在水平面某一高度处浇注液洒落的轨迹范围。结果表明:转轴中心和浇包嘴连线与水平面所呈倾角θ为45°,抛出速度为0.05 m·s^(-1)时,浇注液的轨迹接近于直线;浇包嘴倾角θ为0～60°,抛出速度为0.1 m·s^(-1)时,浇注液轨迹落在X轴下方-1 m处的水平面上,长度约为0.34 m。根据数值求解结果得出:模拟浇注过程中将浇包沿X轴正向以0.21 m·s^(-1)的速度移动,或将浇包沿Y轴负向以1 m·s^(-1)的速度移动,浇注液的初始速度以0.098 m·s^(-2)的加速度增加,可使倾倒出的浇注液准确地落入浇口杯,完成浇注过程。为实际铸造生产过程中浇注规律的研究及浇注模拟试验设备的设计提供了参考依据。

浇注模拟试验台的设计与仿真分析

为研究铸造机器人在浇注过程中浇包运动学和静力学特性,以浇注模拟试验台为研究对象,运用ADAMS软件对浇注模拟试验台进行运动学模拟,研究试验浇包在试验台上的运动特性并进一步模拟浇包在铸造机器人上的运动规律;运用ANSYS Workbench对试验台进行静力学分析,在试验浇包最大加速度位置时,确定试验浇包转轴的合理位置。分析结果表明:试验浇包以0.052 r/s的角速度转动时,经0.27 s后浇包加速度达到最大,浇包转轴至上端面与距下端面的距离比例约为1.22:1时,转轴的应力最小,设计模型满足浇注作业要求,为铸造机器人浇包运动特性的分析及支撑结构设计提供了一定的参考。

固化温度及固化剂种类对模拟PBX浇注炸药力学性能的影响

测试了端羟基聚丁二烯-异佛尔酮二异氰酸酯-三苯基铋(HTPB-IPDI-TPB)和端羟基聚丁二烯-六亚甲基二异氰酸酯三聚体-亚乙基二胺(HTPB-HDI-trimer-DABCO)两种黏结剂在不同固化温度下对模拟PBX浇注炸药的力学性能的影响。实验结果表明,随着固化温度的升高,HTPB-IPDI-TPB和HTPB-HDI-trimer-DABCO制备的模拟PBX浇注炸药药柱的力学性能增强。固化剂IPDI和HDI-trimer对药柱的机械性能有较大影响,与含IPDI炸药相比,含HDI-trimer的炸药药柱的剪切强度在35℃增大50.27%,45℃增大34.30%,55℃增大44.83%;抗拉强度在35℃降低82.66%,45℃降低78.73%,55℃降低82.22%;抗压强度在35℃增大54.85%,45℃增大45.25%,55℃增大53.38%。HDI-trimer形成三维网状结构降低了药柱的抗拉强度。

基于数值模拟的排气管浇注系统设计与优化

根据排气管的结构特点和中硅铸铁的材料特性设计浇注系统,使用铸造模拟软件Castsoft对其进行精密铸造的数值模拟。初始工艺参数为:浇注温度1 580℃,模壳焙烧温度1 050℃.通过数值模拟计算,在排气管的端口厚壁处及管道周围易出现缩孔和缩松等缺陷,在相应的部位继续进行工艺优化,最终使得端口处及圆周处铸造缺陷完全消除。根据模拟工艺进行实际浇注,得到合格的试件。

AnyCasting虚拟仿真在砂型铸造中的应用及缺陷分析

基于AnyCasting虚拟仿真软件,论述了实践教学案例侧枕模型模拟预测砂型铸造过程中填充和凝固的顺序以及可能存在的缺陷。经过AnyPRE前处理、AnySOLVER计算求解和AnyPOST后处理,观察分析充型时间、凝固时间、温度、压力、卷气、水平涡流等。通过结果合并功能发现二维或三维的凝固缺陷,并对缺陷进行分析解决方案。

高速列车铝合金齿轮箱箱体的研制

介绍了高速列车铝合金齿轮箱体的材料、低压铸造及热处理工艺。采用树脂砂低压铸造试制的高强度铝合金齿轮箱体抗拉强度(σb≥294MPa,延伸率(δ5≥3.5％,硬度HB≥90,内在质量接近国外水平,表面质量良好,能够满足高速列车运行的需要。

基于生死单元原理的拱坝体形优化

以有限元软件ANSYS10.0为平台,运用生死单元理论,模拟坝体的施工浇注过程,同时考虑温度荷载作为耦合荷载的形式对拱坝进行应力分析,对拱坝重力荷载分步作用和整体作用两种情况下进行结构对比分析,得到了优化的拱坝体形,使优化后的坝体体积较小,更加符合实际应用。

电梯部件断裂分析及其改进方案

本文对电梯部件杠杆进行材料、断口金相和有限元应力分析。通过分析发现,断裂面较光滑平顺,存在气孔、缩松缺陷,认为铸造缺陷导致铸件性能下降,直至断裂。针对性地提出改进铸造工艺、提高热处理质量等措施。最后通过模拟浇注、试验验证,取得良好试验效果。

Simulation of stray grain formation during unidirectional solidification of IN738LC superalloy

The influence of casting parameters on stray grain formation of a unidirectionally solidified superalloy IN738LC casting with three platforms was investigated by using a 3D cellular automaton-finite element （CAFE） model in CALCOSOFT package. The model was first validated by comparison of the reported grain structure of AI-7%Si （mass fraction） alloy. Then, the influence of pouring temperature, heat flux of the lateral surface, convection heat coefficient of the cooled chill and mean undercooling of the bulk nucleation on the stray grain formation was studied during the unidirectional solidification. The predictions show that the stray grain formation is obviously sensitive to the pouring temperature, heat flux and mean undercooling of the bulk nucleation. However, increasing the heat convection coefficient has little influence on the stray grain formation.

汽轮发电机静叶片座铝合金铸件的工艺优化

对静叶片座铸件工艺进行优化,铸前仿真模拟,浇注中采用旋转喷吹除氢、添加环保造渣剂,净化铝液。浇注后的铸件经过表面目视检测和内部X射线检测,内、外部气孔、疏松等铸造缺陷大幅减少,质量水平全面满足GB/T 9438-2013Ⅰ级铸件质量要求。

大型灰铁及球铁件生产中的主要问题讨论

详细介绍了生产大型灰铁和球铁件的技术流程,提出生产大型灰铁件必须重视浇注方法、冒口和冷铁的设计,强调要将各种工艺参数输入电脑,反复模拟试浇并修正;认为大型球铁件特有的问题是:球墨数量少、球墨直径大、球墨畸变、石墨漂浮、化学成分偏析、晶间碳化物和碎块状石墨,指出解决的途径有:强化冷却加速凝固和改进铁液熔炼与处理工艺等。

汽车铝合金压铸件质量的综合诊断和控制

借助统计分析、理化分析以及浇注系统模拟等综合分析手段,以气缸头盖压铸件为例,对压铸缺陷以及工艺过程可变性进行综合诊断,确定缺陷的状态、产生规律和原因,并在此基础上,针对整个铸件生产过程提出了相应的改进措施和优化方案,使压铸件质量得到明显的提高。结果表明,上述综合分析手段,可以有效的为压铸件的缺陷分析和质量控制提供依据。