一、一种提高铸件凝固过程数值计算效率的方法（论文文献综述）
张梦琪[1]（2021）在《基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究》文中研究表明汽车轮毂支架是汽车悬挂系统的重要零部件,主要用于连接悬挂架、制动器和减震器,在行驶过程中承受交变冲击载荷,因此对其综合力学性能有着较高要求。本文主要对高强韧球墨铸铁轮毂支架的铸造工艺进行了设计和研究,利用专业铸造模拟软件MAGMA对铸件的充型和凝固过程进行模拟,预测了铸件在铸造生产过程中可能出现缺陷的位置和其成因,并逐步优化工艺方案,最终消除铸件中存在的缺陷,以期获得高质量的轮毂支架铸件。基于QT450-10牌号的球墨铸铁的化学成分,利用合金化手段,通过调整Cu、Mn元素含量,优化组织结构,增加了基体中珠光体含量,并促进珠光体片层的细化,设计开发出了抗拉强度达到736.67 Mpa、延伸率为10.6%的新型铸态高强韧球墨铸铁材料。根据汽车轮毂支架铸件的结构特点,设计了铸造工艺方案。运用MAGMA软件对铸造工艺方案进行了数值模拟分析,通过分析温度场、速度场和压力场等模拟结果,研究了铸件充型过程和凝固过程,确定了该方案下铸件内部的缩松缩孔缺陷特征。从优化冒口尺寸、冒口颈参数及浇注温度三个方面对原工艺方案进行了改进。由模拟结果可知,当提高浇注温度至1425℃,增大冒口高度和冒口直径,同时缩短冒口颈长度时,冒口颈的凝固时间延长,冒口的补缩能力得到增强,使铸件内的缩松数量极大改善。但由于铸件上端盖区域壁厚差异较大,厚壁部位凝固较慢,补缩困难,仍存在少量缩松。在此基础上,通过在上端盖厚大部位进一步增设冷铁,可以加快该部位凝固速度,促进厚大部位与壁厚较小部位的同时凝固,最终改善了该部位存在的大片热节,并使得缩松完全转移到冒口与浇注系统内,有效消除了铸件内缩松缺陷。
介璐阳[2]（2021）在《汽车转向节铸造成型数值模拟及工艺优化》文中研究表明转向节作为汽车转向桥上的重要零件,在承受车身载荷和路面冲击的同时,还要承受刹车和转向时的扭力,工作环境非常恶劣。因此,转向节对结构、强度、塑韧性和减震性能要求均较高,其性能的优劣也直接决定了汽车的使用安全。QT400-15与QT450-10球墨铸铁由于成本低、综合力学性能好的特点,是目前转向节零件的典型材料。但是,随着汽车性能的逐步提升,其强度的不足将降低转向节的使用寿命。同时,由于球墨铸铁独特的糊状凝固方式,铸件容易出现缩松、缩孔等缺陷,质量不稳定。所以,开发适应高安全性能汽车的高强韧性球墨铸铁汽车转向节产品得到汽车铸造行业的广泛关注。本文以球墨铸铁汽车转向节为研究对象,通过对化学成分的设计与调控,制备出了一种满足汽车转向节性能要求的高强韧球墨铸铁材料,研究分析了C、Si元素对Cu合金化球墨铸铁中石墨球、基体组织以及力学性能的影响。并且通过对转向节的结构及铸造工艺性分析,设计了铸造工艺方案。采用Magmasoft模拟软件对转向节铸件的充型及凝固过程进行数值模拟,并对铸造过程中所产生的缺陷进行分析,提出合理化建议改进方案,可以为高强韧球墨铸铁汽车转向节产品的实际生产提供技术性支持。主要结论如下:1.研究分析了C、Si元素对所制备球墨铸铁的石墨球、基体组织以及力学性能的影响。结果表明,在添加0.36%Cu的基础上,Si元素含量的增加会使石墨球的数量增多,直径减小;C、Si元素含量增加使球墨铸铁基体中珠光体含量增高,珠光体片间距变细;Cu、Si元素均有强化球墨铸铁基体的作用;球墨铸铁基体中珠光体含量的增加以及珠光体片层的细化可以提高试样的拉伸性能。2.通过对球墨铸铁化学成分的设计调控,制备出了抗拉强度为765 MPa,延伸率为10.2%的高强韧球墨铸铁,该材料的强韧性完全满足汽车转向节的性能要求。3.设计了转向节铸造工艺方案。包括造型方案、浇铸位置与分型面的选择,砂芯、浇注系统以及补缩系统的设计:转向节铸件采用石英砂湿型铸造、一箱四件（左右转向节各两件）的方式生产,采用阶梯式曲面分型的方法,水平浇注,成形孔位置左右两个转向节共用一个砂芯;选择开放式浇注系统,采用扁平状内浇道与控制压力冒口相结合的浇冒口设计。4.利用Magmasoft数值模拟软件对1375℃、1400℃、1425℃浇注温度、浇注时间10 s的浇注条件下的转向节进行了充型过程以及凝固过程的数值模拟。模拟结果显示,上承载臂位置存在铁液飞溅与卷气现象,铸件的轴径处以及最高点存在困气现象;铸件有多处厚壁位置产生缩松缩孔缺陷。且随着浇注温度的提升,铁液在铸型内的流动速度加快,铸型内的压力增大,在铸件最高点产生困气的几率增大,转向节铸件产生的缩松缩孔数量先减少后增多,1400℃为最佳浇注温度。5.通过在上承载臂靠近横浇道的?侧位置增加新的内浇道,在铸件产生困气的四个位置增设出气针,在铸件产生缩松缩孔缺陷的位置设置石墨外冷铁,可以解决转向节铸件在浇注过程中的铁液飞溅与卷气现象、铸件困气现象以及缩松缩孔缺陷,最终获得了铸造质量良好的汽车转向节产品以及最优的工艺方案。
乔岗平[3]（2021）在《挤压铸造过程数值模拟及工艺优化》文中研究指明合金的充型状态、凝固顺序的不同,都会影响铸件的宏观缺陷及微观组织,从而影响铸件的性能。因此,需要对合金的充型、凝固过程进行了解、掌握,从而能够很好的调整工艺参数,控制合金的充型及凝固状态,有效的改善合金的宏观缺陷和微观组织。然合金的铸造过程复杂且不透明,利用计算机对该过程进行模拟,能够清晰、直观的观察合金的成型情况,比较该过程下的速度场、温度场及微观组织等分布情况,并对该过程的工艺参数进行调整,确定出更合理的工艺参数,并降低了实验成本与试制周期。本文运用Procast软件对杯型件的挤压铸造过程进行模拟,分析合金充型过程中的速度分布、凝固过程中的温度分布情况,并对铸件的微观组织进行模拟,与实验得出的微观组织进行对比。在对杯型件数值模拟的基础上,通过对铝合金制动钳进行挤压铸造工艺方案的制定,以及确定了该铸件成型模具的结构尺寸,然后对铸件的成型过程进行数值模拟,并根据结果中出现的缺陷进行工艺方案优化。最后分析了不同的工艺参数对铸件微观组织的影响。研究结果表明:杯型件挤压过程中,凸模速度对坯料轴向上的充型速度影响较大,且凸模下行速度越大,轴向上的速度变化越不平稳。由于所受的挤压力大小及位置不同,杯型件侧壁不同部位的凝固时间会出现差异,该杯型件侧壁最后凝固部位为中部偏下部位。模拟得出的微观组织平均晶粒尺寸为56.3um,与验证性实验得出的平均晶粒尺寸51.5um大小相近,实验结果与模拟计算的微观组织基本一致。确定铝合金制动钳的挤压方式为间接挤压,铸件的成型方位为垂直位,并采用曲面分型的方式。选定内浇道位于油缸底部,溢流槽位置在钳体上端部,设计制动钳的成型模具包括侧面的两个凹模模块和油缸上端的型芯。对制动钳的工艺参数进行正交实验,确定出浇注温度700℃、模具预热温度300℃、挤压力90MPa。对设置的工艺方案进行数值模拟及工艺优化,确定充型速度为分阶段调速,第一、二、三阶段的冲头速度分别为100mm/s、15mm/s及45mm/s,将挤压力调高至130MPa,并添加溢流槽至钳体螺栓处。研究了工艺参数对合金凝固组织的影响,浇注温度越高,晶粒平均尺寸越大;随着挤压力的不断增大,晶粒不断细化;且合金中的Ti元素也会使得铸件的凝固组织得到细化。
关鲜洪[4]（2021）在《砂芯强制风冷条件下环形铸件冷却规律的研究》文中提出强制风冷技术是一种加速铸件凝固冷却过程的有效工艺,这种工艺是在铸型（芯）中添设风管,待充型结束后将高风速的空气作为冷却介质通入风管,以此促使铸件快速凝固,提高工艺系统冷却速度。强制风冷技术的应用对于中、大型铸件具有重要意义,例如,强制风冷可以控制铸件的凝固趋势,防止缩孔、缩松、粘砂等缺陷,提高铸件质量,同时缩减铸造周期。本文以壁厚40 mm,高度200 mm,砂芯直径分别为60、100、140 mm的环形ZL101铸件为对象,首先采用数值模拟和浇注实验研究了传统铸造条件（无强制风冷）下铸件、铸型和砂芯的温度场变化规律。结果表明,对于砂芯直径较小（60 mm）的环形铸件而言,砂芯在金属液凝固过程中便出现了热饱和现象,即砂芯温度高于或等于铸件温度。这一热饱和现象的产生使得金属液凝固时间变长,进而增大了铸件的粘砂倾向。随着砂芯直径的增大（100和140 mm）,热饱和现象发生在铸件完全凝固后的冷却过程中。采用呋喃树脂自硬砂和有机酯硬化水玻璃自硬砂分析了造型材料对砂芯热饱和现象的影响。结果表明,采用呋喃树脂自硬砂造型、制芯时,直径为60、100 mm,壁厚40 mm环形铸件的砂芯热饱和温度分别为558℃和510℃;当造型、制芯材料更改为有机酯硬化水玻璃自硬砂时,上述尺寸的铸件其砂芯热饱和温度分别降低到540℃和474℃。而且当砂芯中通入高速冷风形成强制风冷条件时,砂芯的热饱和现象将完全被消除。此外,本文以不同尺寸的环形铸件（铸件外径D为常数1000 mm或铸件内径d为常数300 mm,通过改变D/d比值来实现铸件尺寸的不同,D/d分别取2.0、2.5、3.0、3.5、4.0）为研究对象,采用数值模拟分析了有/无强制风冷、浇注温度（650、750、850℃）、风速（10、20、30 m/s）以及风管挂砂厚度（5、10、20 mm）等参数对铸件凝固时间的影响,进而分析各参数的变化对铸件粘砂倾向的影响。结果表明,在无风冷的条件下,随着D/d的比值和浇注温度的增加,环形铸件的凝固时间逐渐增加,使粘砂倾向增大;而砂芯中强制风冷的实施大幅度缩短了铸件的凝固时间,故而降低了铸件的粘砂倾向。强制风冷时风管的挂砂厚度及风速对铸件冷却具有重要影响:当风速一定时,挂砂厚度越大,铸件的凝固时间越长,粘砂倾向增大;当挂砂厚度一定时,风速越高,铸件的凝固时间越短,粘砂倾向降低。
常星阳[5]（2021）在《基于MASIP的镁合金座椅骨架工艺优化研究》文中认为我国的镁储量十分丰富,镁矿产量在占全世界的80%以上。但传统的镁合金研发方式通常采用“经验试错法”,这大大阻碍了镁合金及其结构件的从研发到应用的速度,因此迫切的需要一个高效率的的研发模式来推动我国镁产业的升级转型。随着信息技术的快速发展,将计算机技术应用于镁合金及其结构件的研发和生产中,可以大大提高其研发生产效率。基于美国于2008年提出的集成计算材料工程（Integrated Computational Materials Engineering,ICME）思想,本文依托本课题组研发的“镁合金组织模拟与性能预测集成计算平台（Magnesium Alloy Simulation Integrated Platform,MASIP）”,通过计算机语言与Windows批处理器相结合,构建铸造工艺优化集成计算流程,实现软件间的数据传递和工艺优化流程的自动化运行。本文首先基于Python脚本语言,通过Pro CAST二次开发接口,构建了镁合金座椅骨架压铸工艺的参数化仿真计算流程。通过数个脚本,实现座椅骨架的前、后处理和计算工作,模拟了镁合金座椅骨架压铸工艺充型及凝固过程的温度场、缩松缩孔分布以及变形情况,为后文基于“镁合金组织模拟与性能预测集成计算平台”的镁合金座椅骨架高压铸造过程集成计算奠定了基础。基于“镁合金组织模拟与性能预测集成计算平台（Magnesium Alloy Simulation Integrated Platform,MASIP）”和构建的镁合金座椅骨架参数化仿真计算流程,结合MATLAB和Windows批处理器,实现镁合金座椅骨架压铸工艺优化任务的集成计算。以压铸过程前箱浇注温度、压铸模具预热温度、铸件-铸型换热系数为工艺优化变量,以晶粒尺寸为目标变量,联合组织-力学性能模型与优化算法,对镁合金座椅骨架压铸件进行压铸工艺-微观组织-力学性能的全流程自动化集成优化计算。结合座椅骨架凝固缺陷分析,完成对座椅骨架压铸工艺参数优化与力学性能预测。与传统优化方法对比,本文基于MASIP的工艺优化集成计算,大幅减少了工艺优化任务的求解时间,提高了镁合金结构件的开发效率,缩短了研制周期,对于加速镁合金结构件的研发应用,具有十分重要的意义。
王兴宇[6]（2021）在《均匀错排WC预制体结构对铁基复合材料组织与磨损性能的影响》文中提出传统的金属基复合材料往往通过在金属基体中外加颗粒,通过均匀分散和界面控制,可以充分发挥组分间的协同效应和界面效应,获得优异的综合性能。然而,这种制备理念下的复合材料大多以“均匀”的单级复合结构为特征,对“结构效应”下复合材料组织和性能的影响研究不够深入,会造成基体材料的铸渗效果不理想,增强体与基体结合强度低,在磨损工况下容易导致WC颗粒的脱落。传统的WC/Fe复合区一般设计为层状,即复合层厚度低于耐磨工作面。虽然这种设计能完全保护基体,提高材料的耐磨性,但随着使用条件和工作条件的不断复杂化,层状钢基复合材料的设计越来越难以满足使用要求。本文以WC颗粒增强高铬铸铁为体系,通过设置不同预制体结构参数（柱径柱距比为0.5柱距从10 mm增至20 mm、柱径为5 mm柱距从10 mm增至15 mm、柱距为15 mm柱径从5 mm增至10 mm）,采用真空烧结与砂型铸造工艺,将均匀错排的WC预制体与基体材料以固-液复合的方法制备WC/Fe复合材料,研究不同预制体结构参数对复合材料组织和磨损性能的影响规律。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、显微硬度计、三体磨料磨损机等分析测试手段对复合材料的物相组成、微观结构、元素分布与含量、显微硬度、耐磨性等组织性能进行表征测试。实验结果表明:（1）基体成分为典型亚共晶成分合金,在凝固过程中,初生奥氏体枝晶首先析出,当温度降至共晶点时发生共晶转变,形成共晶奥氏体和二次碳化物的混合共晶组织。而复合层为网状形貌的M7C3型碳化物,Cr元素在共晶奥氏体中形成（Fe,Cr）7C3,W、Ni元素在一次奥氏体枝晶内形成Fe3W3C、Ni17W3;（2）预制体柱径柱距比相同时,W元素扩散均匀能力随柱距从10 mm增加到20 mm而先增大后减小,复合材料的硬度和耐磨性均先增大后减小,其硬度从749 HV增至853 HV再减至788 HV;（3）预制体柱径为5 mm时,W元素扩散均匀能力随柱距增加而增大,并且复合材料的硬度和耐磨性逐渐增大,其硬度从749 HV增至813 HV;（4）当预制体柱距相同时,W元素扩散均匀能力随柱径增加而逐渐增大,且复合材料的硬度和耐磨性逐渐增大,其硬度从779 HV增至853 HV。通过有限元分析软件COMSOL对复合材料铸件的凝固过程进行温度场和液-固相变场模拟,基于W元素扩散解析解的双相解模型与有限元模拟结果,建立W元素扩散方程,带入数学分析软件MATLAB2015B中进行数值模拟,计算不同结构参数下预制体柱中W元素含量的分布变化曲线。结合模拟计算和实验结果可知,随着预制体结构柱间距的增加,预制体柱之间的金属基体高温区也随之增加,使靠近预制体柱区域的金属铁液周围平均温度增高,W元素扩散系数大小与W元素扩散温度呈正相关,其扩散温度越高扩散系数越大,凝固时间明显延长,而W元素扩散系数与金属铁液温度密切相关,元素扩散驱动力随温度的增加而增大,复合层中的W元素扩散能力增强,形成的复合层宽度增加,从而调控复合材料的元素扩散均匀性及耐磨性。
江长[7]（2021）在《蠕墨铸铁离合器压盘铸件残余应力的研究》文中指出铸件内部的残余应力往往会对机械加工和随后的装配使用带来不利的影响。如残余应力直接影响零部件的强度、疲劳极限和刚性等重要性能,同时还影响零件的尺寸精度和零件的服役状态,从而降低零件的使用寿命。因此,需要对零件内部的残余应力产生的原因、影响因素以及残余应力对零件的危害进行研究,并在研究工作的基础上采取适当的措施降低残余应力。本文是以某企业生产的GGV30蠕墨铸铁汽车离合器压盘铸件为研究对象,对压盘铸造残余应力的产生和消减进行一系列的研究,为指导实际生产提供依据。主要研究工作内容如下:（1）利用UG软件对压盘铸件进行三维建模,根据原工艺方案和铸造工艺参数,运用ProCAST有限元软件对压盘进行铸造过程的模拟仿真,得到压盘铸件铸造过程流场、温度场、应力场数据。（2）详细分析铸件充型、凝固、冷却三个过程温度场的变化规律;得到铸件的凝固特征为从压盘内外圈向盘中间凝固,大凸耳径向区域则是内圈沿着冒口方向的小范围顺序凝固;最后根据温度场的变化研究残余应力场和铸件的变形位移,发现铸件在径向上的变形位移都是外圈朝着内圈位移,且随着距离内圈越近变形位移量越小,但是具有累加效应,厚度方向的变形则是压盘正反面向中间挤压式的;压盘面应力分布不均匀,小凸耳对立的内圈部位应力偏大,并且着重对压盘的径向应力做了详细的分析,得出内圈的应力普遍要比外圈大的多,盘面上的应力值大小介于两者之间。小凸耳区域的径向应力相差很大,大凸耳区域的径向应力相差较小。（3）利用盲孔法对压盘铸件内的残余应力进行实际的测量试验,将模拟结果和试验结果进行对比发现:模拟仿真的结果在应力变化规律上和试验测量是保持一致的,虽然应力性质和试验测出的结果相反,但在数值大小上却比较接近,即使有些偏差,但是偏差量较小在允许的误差范围,所以数值模拟的结果具可靠性。最后分析测量值与模拟仿真值之间存在差异的原因。（4）从自然时效、化学成分（碳当量和Si/C比）、铸造工艺参数（浇注温度和落砂温度）、浇注工艺方案四个方面研究其对铸件残余应力的影响,发现较高的浇注温度（1420℃）、较低的落砂温度（低于300℃）和底注式浇注系统以及较高的碳当量（4.64%）配上高Si/C比（0.73）都能有效降低铸件残余应力。为实际生产低应力压盘铸件提供理论依据和技术支撑。
张子鹏[8]（2020）在《多维振动水模拟实验台的设计与充型机理研究》文中提出传统铸造中,金属液充型流动的高温性、动态性、瞬时性以及砂型的不透明性,使得不能直接观察金属液在型腔中的充型与流动情况。同时,目前所使用水模拟实验台上的激振装置振动方式和轨迹单一、自由度少,难以满足中大型、结构复杂铸件的成型要求。为解决铸件成型过程中金属液充型流动的不透明、激振装置轨迹单一及自由度少的问题,设计了一种多维振动水模拟实验台。通过阐述相似原理及水模拟技术的机理,从理论上分析了水模拟技术的可行性。分析结果表明,当原型与模型满足几何相似,且流动均处于自模区时,只要满足Fr数相等,原型和模型中的流体即满足热力学相似。基于TRIZ理论,以机构拓扑结构原理、相似原理、多维振动铸造理论为理论基础设计了一种多维振动水模拟实验台,并对所设计实验台的主体结构进行静力学分析,结果满足设计要求。同时,选用三自由度电磁振动实验台作为多维振动实验台,用以优化铸造充型过程。最后,以轴套类零件、盘盖类零件和箱体类零件为研究对象,分别设计了三种典型零件的浇注系统。以汽车曲轴为研究对象,运用ProCAST软件研究了曲轴铸件底注式、中注式和顶注式三种方案的充型与凝固过程,模拟结果显示中注式浇注系统的成型质量较好,但中注式浇注方案铸件的孔隙率超标。然后,通过添加外冷铁和在缺陷位置增设倒锥形排气孔的方式对所设计的浇注系统进行优化。模拟结果表明,优化方案铸件的缩松缩孔体积下降了 4.512382cc。最后,利用优化方案探究浇注温度和浇注时间对铸件成型质量的影响。模拟结果表明,当浇注温度在1400～1420℃、浇注时间为8s时,曲轴的成型质量最佳。运用离散单元软件,采用控制变量法,以细小颗粒流动模拟金属液在铸件型腔中的充型流动,分析了不同振动参数对铸件充型性能的影响。模拟结果表明,当振动自由度DOF=3、振动频率f=50Hz、振动幅度A=0.75mm时,铸件的充型流动性能最好。同时,采用正交试验法,分析不同振动参数对曲轴充型性能的影响。模拟结果表明,振动幅度对颗粒在型腔中的充型距离影响最大。当采用最佳工艺参数进行模拟后,得出颗粒在型腔内的充型距离为505.55mm。与未施加振动方案的充型距离相比,施加振动方案的充型距离增加了 242.38mm,进一步验证了模拟实验最佳工艺参数的合理性。最后,基于相似原理搭建了多维振动水模拟实验台,介绍实验台各零部件的选型。然后,以曲轴模型为实验研究对象,利用搭建的多维振动水模拟实验台完成了曲轴铸件三种浇注方案的物理实验。实验结果表明,相似模拟实验的结果与模拟实验的结果一致,从而证明了模拟实验的准确性与所搭建实验台的可行性。图[60]表[27]参[120]
王瞳[9]（2020）在《铸钢件浇冒口工艺优化设计方法及CAD/CAE集成系统的研究》文中研究指明铸钢件具有强度高和韧性好等优点,被广泛应用于船舶车辆、工程机械、电站设备等,是国民经济中非常重要的金属类零件。然而铸钢件的成形过程中容易出现浇不足、气孔和缩孔缩松等缺陷,严重影响了铸钢件的机械性能和使用寿命。合理的浇冒口工艺设计是解决上述铸造缺陷的重要手段。目前,浇冒口系统工艺设计通常分别以CAD为设计平台、CAE为分析工具迭代试错的方式进行,这种高度依赖人工经验的“被动式”工艺设计方法存在主观性和随意性,使得最终的工艺出品率低和资源消耗大。为此,本文提出了一种基于智能优化算法铸钢件浇冒口系统优化设计方法,构建了铸钢件浇冒口工艺优化CAD/CAE集成系统,变传统人工经验依赖的“被动式”为系统智能优化的“主动式”,为铸钢件智能工艺设计提供新的思路和关键技术。主要研究工作如下:首先,提出了基于果蝇优化算法的浇注系统工艺优化方法。考虑熔融金属的流动特性,以充型时间最小化为优化目标、雷诺数和内浇道模数为约束条件,建立了铸钢件浇注系统工艺优化设计模型,并提出了基于改进的果蝇优化算法的模型求解方法。将上述建立的方法应用于上心盘铸件浇注系统的几何尺寸优化,获得了浇注系统各浇道最佳尺寸;数值模拟和浇注实验分析表明,本文提出的方法实现了平稳状态下充型时间最短,减少了充型过程中热量损失,大幅度降低缺陷产生的概率。其次,提出了一种混合数值模拟和几何推理热节计算的冒口系统工艺优化方法。建立了考虑铸造成形过程流动对补缩路径影响的数值模拟热节计算模型,实现了补缩路径和热节的准确计算。以T形件的应用探究了充型过程和凝固过程流动对补缩路径和热节的影响规律,结果表明,当仅考虑凝固过程的流动时,会造成较大的温度差值,形成不对称的补缩路径和多个热节点;当同时考虑充型和凝固过程流动时,凝固初始温度不均匀性会更进一步加强对补缩路径和热节的影响,增加了热节点的数量和位置,使补缩路径更加不对称。平板件的应用结果表明,补缩路径和热节结果与实验结果具有很好的一致性。基于几何推理方法,建立了基于复杂几何实体距离场表征的热节计算模型,标准典型铸件的应用表明该方法的可行性。基于冒口补缩准则,以冒口体积最小化为优化目标、模数和体积为约束条件,建立了铸钢件冒口系统工艺优化设计模型。以缸套铸件为例,用果蝇优化算法求解优化模型,获得了其冒口系统的几何尺寸优化结果,数值模拟结果分析表明,该方法实现了冒口体积最小化,减少了资源消耗,为冒口系统的工艺设计提供了新的思路。再次,基于多源数据融合和数据智能分析技术,构建了铸钢件浇冒口工艺优化CAD/CAE集成系统的框架,实现了铸造CAD、工艺优化和铸造CAE的集成。构建了铸钢件铸造工艺三维几何数据、铸造工艺优化数据和铸造CAE数值模拟数据,并将多源数据进行融合形成数据流。以Open CASCADE内核为几何造型内核,以圆柱形明冒口的几何造型为例,研究了参数化铸造工艺图元的造型过程,实现了一体造型。通过流动场数据、热节数据和孔松缺陷数据的智能分析,实现了浇冒口系统的智能工艺优化及数据反馈。构建了CAD/CAE集成系统的各个基础模块,成功研发了铸钢件浇冒口工艺优化CAD/CAE集成系统。以上心盘铸件和弹簧座铸件为例,详细分别给出了浇注系统和冒口系统的工艺优化过程。最后,以基座铸钢件为例,验证了铸钢件浇冒口工艺优化CAD/CAE集成系统的实用性和可靠性。详细给出了基座铸钢件浇冒口系统工艺优化设计过程,用数值模拟进行验证;将集成系统设计的工艺进行浇注实验,采用渗透探伤和超声探伤检测浇注后铸件,结果显示:无冷铁的铸件在中间段出现了当量尺寸为1.6mm的缩松缺陷,而有冷铁的铸件则没有缺陷,与数值模拟的结果相吻合;冒口和铸件剖切面结果表明缺陷到铸件的安全距离在误差允许的范围内,数值模拟结果与实验浇注结果相吻合。通过原始工艺和优化工艺的对比分析可知,在保证铸件无缺陷情况下,铸件的工艺出品率提高了将近10%,有效验证了铸钢件浇冒系统工艺优化CAD/CAE集成系统的实用性和可靠性。
余汉伟[10]（2020）在《齿轨铸件高频多维振动铸造成型工艺研究》文中指出针对采煤机齿轨在作业中常出现断裂、销孔破坏等失效现象,为提高采煤机齿轨铸件的力学性能,保证采煤工作顺利进行,需要对齿轨铸件的铸造成型过程进行深入分析,寻求最优的铸造工艺方案。论文以合金钢齿轨铸件为研究对象,运用ProCAST软件对齿轨铸件的铸造过程进行数值模拟,通过对齿轨铸件充型和凝固过程进行分析,预测出齿轨铸件凝固后产生缩松缩孔缺陷的位置。运用TRIZ理论对齿轨铸件产生缺陷的原因进行因果分析,采用物-场模型创新解决工具提出齿轨铸件工艺优化方案-倾斜浇注工艺方案,并对倾斜浇注方案的造型流程进行了说明,同时设计了方便固定浇口棒的辅助定位装置。运用ProCAST软件对优化后的倾斜浇注工艺方案进行模拟仿真,结果表明:该方案可使齿轨铸件在凝固过程中保持递增的温度梯度,有效促进齿轨铸件实现顺序凝固,提高了组织致密性,明显改善了缩松缩孔缺陷,缩松缩孔率由2.2%降低到0.052%。同时在倾斜浇注的基础上设置不同的浇注速度与浇注温度,通过分析浇注过程中温度场、流场及凝固场等变化图像,探究浇注温度与浇注速度对合金钢齿轨铸造成型的影响,得到在浇注温度为1560℃-1580℃、浇注速度为9.5kg/s时,获得的铸件性能最佳。最后设计标准螺旋试样,运用离散元软件模拟合金钢液在螺旋试样中的充型流动长度,探究多维高频振动对合金钢液流动性能的影响。通过正交实验,运用极差分析法和方差分析法分析不同振动影响因子对合金钢液充型流动性的影响程度,结果表明:在浇注过程中施加振动效果可有效提高合金钢液的充型流动性能,当振动自由度为X-Y-Z、振频为45Hz、振幅为0.45mm时,充型流动效果最佳。在齿轨铸件倾斜浇注工艺方案的基础上,对最优振动参数进行模拟验证,结果表明:相较于未施加振动的铸件,金属液的充型流动距离由149mm增加到720mm,充型效果得到显着的提高。制作了齿轨铸件浇注模型,在自制的电磁振动试验台上进行充型流动实验验证,实验结果与离散元软件模拟结果基本一致。图[63]表[26]参[91]
二、一种提高铸件凝固过程数值计算效率的方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种提高铸件凝固过程数值计算效率的方法（论文提纲范文）
（1）基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 球墨铸铁概述 |
| 1.1.1 球墨铸铁铸态的组织 |
| 1.1.2 球墨铸铁的性能 |
| 1.1.3 球墨铸铁高强韧性合金化研究现状 |
| 1.1.4 球墨铸铁的生产应用 |
| 1.2 铸造技术概述 |
| 1.2.1 铸造业发展现状及趋势 |
| 1.2.2 常见铸造缺陷及防制方法 |
| 1.3 铸造模拟技术的发展及应用 |
| 1.3.1 铸造CAE技术概述 |
| 1.3.2 铸造模拟技术的发展现状 |
| 1.3.3 国内外主流模拟软件简介 |
| 1.3.4 铸造模拟技术未来发展趋势 |
| 1.4 研究的背景意义及内容 |
| 第2章 数值模拟理论基础 |
| 2.1 铸造充型过程模拟理论基础 |
| 2.1.1 充型过程数值模拟方法 |
| 2.1.2 充型过程数学模型 |
| 2.2 铸造凝固过程模拟理论基础 |
| 2.2.1 凝固过程传热学基础 |
| 2.2.2 凝固传热过程数值模型 |
| 2.2.3 缩松缩孔预测方法 |
| 2.3 铸造模拟软件MAGMA介绍 |
| 2.3.1 主要模块 |
| 2.3.2 模拟流程 |
| 2.3.3 数据库的扩展 |
| 2.3.4 相关判据 |
| 第3章 轮毂支架铸件材料成分设计及性能分析 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 化学成分的设计 |
| 3.1.2 试验球墨铸铁的制备 |
| 3.2 组织观察与性能测试 |
| 3.2.1 铸件的显微组织观察 |
| 3.2.2 铸件的力学性能测试 |
| 3.3 显微组织分析 |
| 3.3.1 金相组织分析 |
| 3.3.2 SEM组织分析 |
| 3.4 力学性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 轮毂支架的生产过程及工艺设计 |
| 4.1 轮毂支架铸件结构特点分析 |
| 4.2 汽车轮毂支架的生产过程 |
| 4.2.1 化学成分 |
| 4.2.2 熔炼工艺设计 |
| 4.2.3 球化及孕育工艺 |
| 4.3 铸造工艺方案设计 |
| 4.3.1 造型方法的选择 |
| 4.3.2 浇铸位置的选择 |
| 4.3.3 分型面的确定 |
| 4.3.4 工艺参数设计 |
| 4.3.5 砂芯设计 |
| 4.3.6 浇注系统设计 |
| 4.3.7 补缩系统设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 轮毂支架铸造过程数值模拟及结果分析 |
| 5.1 数值模拟前处理 |
| 5.1.1 轮毂支架铸造工艺建模 |
| 5.1.2 网格划分 |
| 5.1.3 计算参数设置 |
| 5.2 模拟结果分析 |
| 5.2.1 充填过程模拟结果 |
| 5.2.2 凝固过程模拟结果 |
| 5.2.3 缺陷模拟结果 |
| 5.3 铸造工艺方案的改进及模拟 |
| 5.3.1 浇注温度对模拟结果影响 |
| 5.3.2 冒口参数对模拟结果的影响 |
| 5.3.3 增设冷铁对模拟结果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（2）汽车转向节铸造成型数值模拟及工艺优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 汽车铸造业的发展现状及趋势 |
| 1.3 球墨铸铁概述 |
| 1.3.1 现代球墨铸铁的发展 |
| 1.3.2 球墨铸铁的铸态组织特征 |
| 1.3.3 球墨铸铁的凝固特性 |
| 1.3.4 球墨铸铁的性能及应用 |
| 1.4 铸造数值模拟技术的发展状况 |
| 1.4.1 铸造数值模拟技术国外发展状况 |
| 1.4.2 铸造数值模拟技术国内发展状况 |
| 1.5 本课题研究意义与内容 |
| 第2章 铸造数值模拟理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 铸件充型过程理论 |
| 2.2.1 充型过程数学模型 |
| 2.2.2 紊流模型 |
| 2.3 铸件凝固过程理论 |
| 2.3.1 铸件凝固过程传热方式 |
| 2.3.2 铸件凝固过程温度场数学模型 |
| 2.3.3 铸件缩松缩孔缺陷预测 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 球墨铸铁的制备及组织性能分析 |
| 3.1 高强韧性球墨铸铁成分设计 |
| 3.1.1 球墨铸铁成分设计原则 |
| 3.1.2 化学成分的影响及成分设计 |
| 3.2 球墨铸铁的制备 |
| 3.2.1 实验原材料成分及配比 |
| 3.2.2 熔炼及浇注试样 |
| 3.3 球墨铸铁显微组织分析 |
| 3.3.1 金相显微组织分析 |
| 3.3.2 石墨球化率、石墨大小等级与石墨体积分数测定 |
| 3.3.3 珠光体含量及片层间距计算 |
| 3.4 拉伸性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 转向节铸造过程及铸造工艺设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 转向节铸造生产过程 |
| 4.2.1 原材料的选择与熔炼工艺设计 |
| 4.2.2 球化及孕育处理 |
| 4.3 汽车转向节铸造工艺设计 |
| 4.3.1 铸造工艺性分析 |
| 4.3.2 造型方案设计 |
| 4.3.3 浇注位置的确定 |
| 4.3.4 分型面的选择与砂芯设计 |
| 4.3.5 浇注系统设计 |
| 4.3.6 补缩系统设计 |
| 4.4 铸造工艺方案的确定及三维模型的建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 转向节铸造工艺数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Magmasoft模拟软件介绍 |
| 5.3 Magmasoft数值模拟前处理 |
| 5.3.1 网格划分 |
| 5.3.2 材料参数的定义 |
| 5.3.3 界面换热系数设置 |
| 5.3.4 初始条件设置 |
| 5.3.5 计算参数设置 |
| 5.4 转向节数值模拟试验方案 |
| 5.5 浇注温度1375℃模拟结果分析 |
| 5.5.1 充型过程模拟结果与分析 |
| 5.5.2 凝固过程模拟结果与分析 |
| 5.5.3 缩松缩孔缺陷分析 |
| 5.6 浇注温度1400℃模拟结果分析 |
| 5.6.1 充型过程模拟结果与分析 |
| 5.6.2 凝固过程模拟结果与分析 |
| 5.6.3 缩松缩孔缺陷分析 |
| 5.7 浇注温度1425℃模拟结果分析 |
| 5.7.1 充型过程模拟结果与分析 |
| 5.7.2 凝固过程模拟结果与分析 |
| 5.7.3 缩松缩孔缺陷分析 |
| 5.8 不同浇注温度模拟结果对比分析 |
| 5.8.1 充型过程模拟结果对比分析 |
| 5.8.2 凝固过程模拟结果对比分析 |
| 5.8.3 缩松缩孔结果对比分析 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 转向节铸造工艺方案优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 方案一铸造工艺优化 |
| 6.2.1 浇注系统优化 |
| 6.2.2 排气系统优化 |
| 6.2.3 补缩系统优化 |
| 6.3 方案二模拟结果分析 |
| 6.3.1 充型过程模拟结果与分析 |
| 6.3.2 凝固过程模拟结果与分析 |
| 6.3.3 缩松缩孔缺陷分析 |
| 6.4 优化冷铁工艺及缩松缩孔结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（3）挤压铸造过程数值模拟及工艺优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题来源及意义 |
| 1.2 挤压铸造成型技术 |
| 1.2.1 挤压铸造原理 |
| 1.2.2 挤压铸造特点 |
| 1.2.3 挤压铸造分类 |
| 1.2.4 挤压铸造发展 |
| 1.3 铸造数值模拟技术 |
| 1.3.1 铸造数值模拟技术发展 |
| 1.3.2 铸造计算机仿真技术简介 |
| 1.3.3 铸造计算机模拟技术的应用 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 数值模拟的理论基础 |
| 2.1 充型过程的数学模型 |
| 2.2 凝固过程的传热理论 |
| 2.3 宏观温度场数学模型 |
| 2.4 微观组织数学模型 |
| 2.4.1 非均匀形核 |
| 2.4.2 枝晶尖端动力学生长 |
| 2.4.3 FE与CA的耦合 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 ZL101 杯型件数值模拟与实验对比 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 宏观数值模拟 |
| 3.2.1 数值模拟流程 |
| 3.2.2 数值模拟分析 |
| 3.3 实验 |
| 3.3.1 实验准备 |
| 3.3.2 试样制备工艺 |
| 3.3.3 试样微观组织观察 |
| 3.4 微观数值模拟 |
| 3.4.1 模拟参数设置 |
| 3.4.2 模拟对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 制动钳挤压铸造工艺与模具设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制动钳工艺性分析 |
| 4.2.1 制动钳的结构特点分析 |
| 4.2.2 制动钳的工作条件分析 |
| 4.3 挤压铸造工艺方案制定 |
| 4.3.1 挤压铸造方式的选择 |
| 4.3.2 成型位置的选择 |
| 4.3.3 分型面的选择 |
| 4.3.4 浇注系统的设计 |
| 4.4 挤压铸造工艺参数选择 |
| 4.5 模具设计 |
| 4.5.1 设计分析 |
| 4.5.2 模具成型零件设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 制动钳挤压铸造数值模拟及工艺优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 宏观数值模拟 |
| 5.2.1 模拟设置 |
| 5.2.2 工艺参数的选定 |
| 5.3 宏观模拟过程分析 |
| 5.3.1 制动钳充型过程分析 |
| 5.3.2 制动钳凝固过程分析 |
| 5.4 模拟缺陷分析 |
| 5.4.1 充型过程模拟缺陷分析 |
| 5.4.2 凝固过程模拟缺陷分析 |
| 5.5 挤压铸造工艺方案优化 |
| 5.5.1 制定优化方案 |
| 5.5.2 优化方案模拟分析 |
| 5.6 微观数值模拟 |
| 5.6.1 模拟参数 |
| 5.6.2 形核参数对合金凝固组织的影响 |
| 5.6.3 工艺参数对合金凝固组织的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）砂芯强制风冷条件下环形铸件冷却规律的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 强制冷却技术 |
| 1.2.1 铸造领域强制冷却技术的基本内容和理论基础 |
| 1.2.2 强制冷却技术在铸造行业中的应用 |
| 1.3 数值模拟技术在铸造领域中的应用 |
| 1.3.1 铸造过程的数值模拟技术原理 |
| 1.3.2 数值模拟技术的发展 |
| 1.3.3 Pro CAST数值模拟软件的简介 |
| 1.4 研究内容 |
| 第2章 环形铸件的实验方法与模拟方法 |
| 2.1 环形铸件浇注实验方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设计 |
| 2.1.3 实验设备 |
| 2.1.4 实验过程 |
| 2.2 环形铸件凝固过程的模拟方法 |
| 2.2.1 无风冷环形铸件的凝固过程模拟 |
| 2.2.2 强制风冷环形铸件的凝固过程模拟 |
| 第3章 环形铸件凝固过程的结果与分析 |
| 3.1 环形铸件凝固过程温度场的分析 |
| 3.2 环形铸件测温实验数据的分析 |
| 3.2.1 无风冷环形铸件实测温度场数据 |
| 3.2.2 无风冷不同造型材料环形铸件浇注实验及温度测量 |
| 3.2.3 强制风冷环形铸件实测温度场数据 |
| 3.3 环形铸件测温实验数据与模拟数据的对比 |
| 3.4 不同D/d比值环形铸件的模拟方案设计 |
| 3.5 不同D/d比值环形铸件的模拟结果分析 |
| 3.5.1 浇注温度对凝固时间的影响 |
| 3.5.2 风管的挂砂厚度对凝固时间的影响 |
| 3.5.3 风速对凝固时间的影响 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）基于MASIP的镁合金座椅骨架工艺优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 铸造数值模拟研究概况 |
| 1.2.1 国外铸造数值模拟研究概况 |
| 1.2.2 国内铸造数值模拟研究概况 |
| 1.3 集成计算材料工程研究概况 |
| 1.4 镁合金压铸研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 铸造数值模拟与MAISP优化基础 |
| 2.1 充型凝固过程理论基础 |
| 2.1.1 充型过程理论基础 |
| 2.1.2 凝固过程理论基础 |
| 2.2 缩松缩孔预测 |
| 2.2.1 缩松缩孔形成原理 |
| 2.2.2 缩松缩孔预测判据 |
| 2.3 凝固过程微观组织模拟 |
| 2.3.1 CAFé非均匀形核模型 |
| 2.3.2 枝晶生长动力学模型 |
| 2.3.3 CA与FE耦合 |
| 2.4 MASIP优化基础 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 镁合金座椅骨架压铸过程数值模拟 |
| 3.1 镁合金座椅骨架模型及压铸工艺参数 |
| 3.2 压铸过程参数化仿真流程构建 |
| 3.2.1 前处理过程脚本Pre Processing.py |
| 3.2.2 后处理过程脚本Post Processing.py |
| 3.3 座椅骨架压铸过程仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于MASIP的座椅骨架压铸工艺集成优化计算 |
| 4.1 镁合金组织模拟与性能预测集成计算平台 |
| 4.2 座椅骨架压铸工艺优化流程构建 |
| 4.2.1 座椅骨架压铸工艺优化变量设计 |
| 4.2.2 求解器载入 |
| 4.2.3 定义目标变量与优化算法的选取 |
| 4.3 镁合金座椅骨架集成优化计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）均匀错排WC预制体结构对铁基复合材料组织与磨损性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 技术背景 |
| 1.2 陶瓷颗粒增强金属基复合材料的研究现状 |
| 1.2.1 陶瓷颗粒增强金属基复合材料的简介 |
| 1.2.2 陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备工艺 |
| 1.3 WC颗粒增强钢铁基复合材料 |
| 1.3.1 WC颗粒增强钢铁基复合材料简介 |
| 1.3.2 WC颗粒增强钢铁基复合材料的制备工艺 |
| 1.4 WC颗粒增强钢铁基复合材料的结构设计 |
| 1.5 有限元模拟方法在复合材料凝固过程中的应用 |
| 1.6 研究目的与主要内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 实验设计与计算方法 |
| 2.1 实验材料的选择 |
| 2.1.1 陶瓷增强颗粒 |
| 2.1.2 金属基体 |
| 2.1.3 预制体 |
| 2.2 预制体的制备 |
| 2.2.1 结构设计 |
| 2.2.2 粉末混合 |
| 2.2.3 粉末成形 |
| 2.2.4 真空烧结 |
| 2.3 复合材料的成型 |
| 2.3.1 铸造工艺选择 |
| 2.3.2 浇注系统设计 |
| 2.4 复合材料组织性能的表征 |
| 2.4.1 组织分析 |
| 2.4.2 性能检测 |
| 2.5 WC增强铁基复合材料铸造过程的有限元模拟方法 |
| 2.5.1 COMSOL Multiphysics多物理场耦合 |
| 2.5.2 传热模拟理论分析 |
| 2.5.3 相变过程理论分析 |
| 2.5.4 COMSOL Multiphysics的建模流程 |
| 2.5.5 W元素含量分布 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 预制体结构对复合材料组织的影响 |
| 3.1 复合材料的组织分析 |
| 3.2 柱径柱距比相同柱距不同 |
| 3.2.1 复合材料组织 |
| 3.2.2 熔体凝固过程温度场的有限元模拟 |
| 3.2.3 液-固相变场的有限元模拟 |
| 3.3 柱径相同柱距不同 |
| 3.3.1 复合材料组织 |
| 3.3.2 熔体凝固过程温度场的有限元模拟 |
| 3.3.3 液-固相变场的有限元模拟 |
| 3.4 柱距相同柱径不同 |
| 3.4.1 复合材料组织 |
| 3.4.2 熔体凝固过程温度场的有限元模拟 |
| 3.4.3 液-固相变场的有限元模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 预制体结构对复合材料磨损性能的影响 |
| 4.1 柱径柱距比相同柱径不同 |
| 4.1.1 硬度 |
| 4.1.2 三体磨料磨损性能 |
| 4.2 柱径相同柱距不同 |
| 4.2.1 硬度 |
| 4.2.2 三体磨料磨损性能 |
| 4.3 柱距相同柱径不同 |
| 4.3.1 硬度 |
| 4.3.2 三体磨料磨损性能 |
| 4.4 W元素含量分布的数值模拟 |
| 4.4.1 扩散解析解 |
| 4.4.2 W元素扩散方程 |
| 4.4.3 W元素含量分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 附录B 攻读硕士学位期间的获奖情况 |
（7）蠕墨铸铁离合器压盘铸件残余应力的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 残余应力基本理论 |
| 1.2.1 定义和产生原理 |
| 1.2.2 分类和产生原因 |
| 1.3 残余应力的测量方法 |
| 1.3.1 无损检测法 |
| 1.3.2 破坏性检测 |
| 1.3.3 应力测试方法优缺点对比 |
| 1.4 残余应力消除方法 |
| 1.5 铸造残余应力数值模拟技术研究进展 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 ProCAST数值模拟软件与实验研究 |
| 2.1 ProCAST模拟软件 |
| 2.1.1 ProCAST简介 |
| 2.1.2 ProCAST适用范围 |
| 2.1.3 ProCAST材料数据库 |
| 2.1.4 ProCAST分析模块 |
| 2.2 实验所需设备与仪器 |
| 2.3 实验材料制备 |
| 2.4 硬度测量实验 |
| 2.5 金相组织观察 |
| 第三章 压盘铸件铸造过程数值模拟 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 ProCAST的计算流程 |
| 3.3 建立三维模型 |
| 3.3.1 建立 GGV30 汽车压盘铸件三维模型 |
| 3.3.2 建立砂型 |
| 3.4 有限元模型的建立 |
| 3.4.1 网格的划分 |
| 3.4.2 界面的赋值 |
| 3.5 边界条件以及模拟参数的设定 |
| 3.5.1 浇注工艺参数的设定 |
| 3.5.2 材料属性的确定 |
| 3.5.3 设置运行参数 |
| 3.6 温度场分析 |
| 3.6.1 充型过程温度场 |
| 3.6.2 凝固过程温度场分布特征 |
| 3.6.3 压盘凝固过程特征 |
| 3.6.4 压盘铸件凝固后冷却过程温度场变化 |
| 3.7 应力场分析 |
| 3.7.1 压盘铸件凝固过程变形特征 |
| 3.7.2 残余应力场 |
| 3.7.3 特征点应力随时间变化 |
| 3.7.4 径向应力分析 |
| 3.8 小结 |
| 第四章 残余应力测试实验 |
| 4.1 残余应力试验测量和数据对比分析 |
| 4.2 残余应力实际测量试验 |
| 4.3 试验数据与模拟数据对比分析 |
| 4.4 原因分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 降低蠕墨铸铁压盘铸件残余应力的研究 |
| 5.1 自然时效降低压盘件残余应力的效果 |
| 5.2 化学成分对铸态蠕墨铸铁残余应力的影响 |
| 5.2.1 显微组织 |
| 5.2.2 碳当量对铸态蠕墨铸铁成分和组织的影响 |
| 5.2.3 碳当量对蠕墨铸铁应力的影响 |
| 5.2.4 Si/C比对铸件残余应力的影响 |
| 5.3 铸造工艺参数对压盘应力的影响 |
| 5.3.1 浇注温度对压盘铸件残余应力的影响 |
| 5.3.2 落砂温度对铸件残余应力的影响 |
| 5.4 压盘件在不同铸造工艺方案下的应力对比 |
| 5.4.1 底注式浇注工艺方案 |
| 5.4.2 底注式充型凝固过程 |
| 5.4.3 压盘件在不同工艺方案下的应力对比分析 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（8）多维振动水模拟实验台的设计与充型机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 数值模拟技术在铸件充型与凝固中的应用与研究 |
| 1.3 振动技术在铸件充型与凝固中的应用与研究 |
| 1.4 水模拟实验的研究现状 |
| 1.5 论文的主要研究内容及创新点 |
| 1.5.1 论文的主要研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 水模拟技术及其实验机理的研究 |
| 2.1 水模拟技术的概述 |
| 2.2 水模拟相似理论的推导 |
| 2.3 基于水模拟技术的理论模型可行性分析 |
| 2.4 水模拟技术模型比例尺的确定与转换 |
| 2.4.1 模型比例尺的确定 |
| 2.4.2 常用物理量比例尺的转换 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 多维振动水模拟实验台主体结构的设计 |
| 3.1 基于TRIZ理论的多维振动水模拟实验台主体结构的设计 |
| 3.1.1 TRIZ理论的概述 |
| 3.1.2 问题描述 |
| 3.1.3 九屏法分析 |
| 3.1.4 金鱼法分析 |
| 3.1.5 技术方案的整理与评价 |
| 3.2 多维振动水模拟实验台总体设计方案的确定 |
| 3.3 多维振动水模拟实验台主体结构的设计与选型 |
| 3.3.1 浇包及浇包嘴的设计 |
| 3.3.2 浇包升降装置的设计 |
| 3.3.3 倾倒装置的设计 |
| 3.3.4 测量与控制装置的设计与选型 |
| 3.3.5 多维振动实验台的选型 |
| 3.4 水模拟实验台的静力学分析 |
| 3.4.1 方案一的静力学分析 |
| 3.4.2 方案二的静力学分析 |
| 3.5 典型实验零件浇注系统的设计 |
| 3.5.1 浇注系统的设计原则 |
| 3.5.2 浇注系统的基本类型 |
| 3.5.3 不同种类零件浇注系统的设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 铸件数值模拟与工艺优化 |
| 4.1 金属液充型与凝固过程的数值模拟研究 |
| 4.1.1 充型过程的数学模型 |
| 4.1.2 凝固过程的数学模型 |
| 4.1.3 凝固过程结晶潜热的处理 |
| 4.1.4 铸件缩松、缩孔缺陷的预测 |
| 4.2 铸件数值模拟的前处理技术 |
| 4.2.1 网格划分 |
| 4.2.2 模拟参数的设置 |
| 4.3 铸件充型与凝固过程的模拟与分析 |
| 4.3.1 充型过程的模拟与分析 |
| 4.3.2 凝固过程的模拟与分析 |
| 4.4 铸件浇注工艺方案的优化与改进 |
| 4.4.1 铸件浇注工艺的优化方案 |
| 4.4.2 优化方案模拟参数的设置 |
| 4.4.3 优化方案充型过程的模拟与分析 |
| 4.4.4 优化方案充型过程型腔内气体流动情况分析 |
| 4.4.5 优化方案凝固过程的模拟与分析 |
| 4.5 铸造工艺参数的优化 |
| 4.5.1 浇注温度的影响 |
| 4.5.2 浇注时间的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 多维振动铸件充型过程的数值模拟与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 离散单元法的概述 |
| 5.2.1 离散单元法的概述与应用 |
| 5.2.2 离散单元软件的概述 |
| 5.3 离散单元法在铸件充型过程中的应用 |
| 5.3.1 模拟参数的设置 |
| 5.3.2 不同振动参数对铸件充型能力的影响 |
| 5.3.3 不同振动参数对铸件充型能力敏感程度的研究 |
| 5.3.4 最佳工艺参数的模拟及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 多维振动水模拟实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多维振动水模拟实验台的搭建 |
| 6.3 多维振动水模拟相似实验 |
| 6.3.1 实验材料 |
| 6.3.2 实验流程 |
| 6.3.3 实验注意事项 |
| 6.3.4 多维振动水模拟实验与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（9）铸钢件浇冒口工艺优化设计方法及CAD/CAE集成系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与意义 |
| 1.2 浇冒口工艺优化设计方法研究现状 |
| 1.3 铸造CAD/CAE集成系统研究现状 |
| 1.4 目前存在的问题和主要研究内容 |
| 2 浇注系统工艺优化设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 浇注系统工艺优化设计模型 |
| 2.3 浇注系统工艺优化设计模型的求解 |
| 2.4 实验验证与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 冒口系统工艺优化设计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于流动模型补缩路径与热节的计算 |
| 3.3 基于距离场几何热节的计算 |
| 3.4 冒口系统工艺优化设计模型 |
| 3.5 冒口系统工艺优化设计模型的求解 |
| 3.6 实验验证与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 铸钢件浇冒口工艺优化CAD/CAE集成系统的开发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 CAD/CAE集成系统总体设计 |
| 4.3 CAD关键技术 |
| 4.4 工艺优化及CAE关键技术 |
| 4.5 CAD/CAE集成系统功能实现 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 实际铸钢件的应用与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基座铸钢件浇冒口系统工艺优化应用 |
| 5.3 基座铸钢件浇冒口工艺优化结果的验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的主要论文 |
| 附录2 攻读博士学位期间所获得的奖励 |
（10）齿轨铸件高频多维振动铸造成型工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 齿轨铸件的研究现状 |
| 1.3 振动技术在铸造成型过程中的应用与研究 |
| 1.4 数值模拟技术在铸造成型过程中的应用与研究 |
| 1.5 课题的研究内容及创新点 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 齿轨铸件浇注工艺设计 |
| 2.1 齿轨的分类及介绍 |
| 2.2 齿轨铸件浇注系统设计 |
| 2.2.1 浇注系统设计原则 |
| 2.2.2 浇注系统的基本分类 |
| 2.2.3 浇注时间计算 |
| 2.2.4 各单元截面尺寸计算 |
| 2.3 冒口的设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 齿轨铸件的数值模拟研究与分析 |
| 3.1 铸造过程数值模拟理论研究 |
| 3.1.1 充型过程的数值模拟理论研究 |
| 3.1.2 凝固过程的数值模拟理论研究 |
| 3.1.3 铸件缩松、缩孔形成机理的预测 |
| 3.2 数值模拟前处理 |
| 3.2.1 网格划分 |
| 3.2.2 模拟参数设置 |
| 3.3 充型与凝固过程模拟与分析 |
| 3.3.1 充型过程模拟与分析 |
| 3.3.2 铸型型腔内气体流动情况分析 |
| 3.3.3 凝固过程模拟与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于TRIZ理论的齿轨铸件工艺优化设计 |
| 4.1 TRIZ理论体系的起源 |
| 4.2 齿轨工艺创新设计 |
| 4.2.1 因果轴分析 |
| 4.2.2 物-场分析 |
| 4.2.3 具体方案 |
| 4.2.4 造型流程 |
| 4.2.5 辅助装置的设计 |
| 4.3 优化方案的数值模拟 |
| 4.3.1 数值模拟参数的设置 |
| 4.3.2 充型过程中温度场模拟与分析 |
| 4.3.3 充型过程型腔内气体流动分析 |
| 4.3.4 铸件凝固过程分析 |
| 4.4 齿轨铸件工艺参数优化 |
| 4.4.1 浇注温度对铸件成型的影响 |
| 4.4.2 浇注速度对铸件成型的影响 |
| 4.5 本章小节 |
| 5 多维振动条件下金属液流动性能模拟与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 离散元分析法的应用 |
| 5.2.1 离散元法的作用机理 |
| 5.2.2 离散元软件的应用 |
| 5.3 基于离散元软件的浇注过程模拟与分析 |
| 5.3.1 流动性试样的选择 |
| 5.3.2 参数设置 |
| 5.3.3 振动参数对充型流动能力的影响 |
| 5.3.4 振动参数对合金液充型流动性的敏感程度研究 |
| 5.3.5 齿轨铸件振动充型模拟实验 |
| 5.4 水力学物理相似试验 |
| 5.4.1 振动设备的研究 |
| 5.4.2 物理相似模拟实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
四、一种提高铸件凝固过程数值计算效率的方法（论文参考文献）
- [1]基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究[D]. 张梦琪. 长春工业大学, 2021(01)
- [2]汽车转向节铸造成型数值模拟及工艺优化[D]. 介璐阳. 长春工业大学, 2021(08)
- [3]挤压铸造过程数值模拟及工艺优化[D]. 乔岗平. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]砂芯强制风冷条件下环形铸件冷却规律的研究[D]. 关鲜洪. 沈阳工业大学, 2021
- [5]基于MASIP的镁合金座椅骨架工艺优化研究[D]. 常星阳. 大连理工大学, 2021(01)
- [6]均匀错排WC预制体结构对铁基复合材料组织与磨损性能的影响[D]. 王兴宇. 昆明理工大学, 2021(01)
- [7]蠕墨铸铁离合器压盘铸件残余应力的研究[D]. 江长. 合肥工业大学, 2021(02)
- [8]多维振动水模拟实验台的设计与充型机理研究[D]. 张子鹏. 安徽理工大学, 2020
- [9]铸钢件浇冒口工艺优化设计方法及CAD/CAE集成系统的研究[D]. 王瞳. 华中科技大学, 2020
- [10]齿轨铸件高频多维振动铸造成型工艺研究[D]. 余汉伟. 安徽理工大学, 2020