一、铸件计算机凝固模拟的现状、发展与前景（论文文献综述）
郑瀚森[1]（2021）在《高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究》文中研究表明层状复合材料保持了单一组元材料的优点且克服了各自组元材料的不足,具有更优异的综合性能和广泛的工业应用前景。近年来,轨道交通、航空航天、国防军工等领域制动系统轻量化日趋迫切,开发结构功能一体化、短流程低成本制备技术,研制高强耐磨层状铝基复合材料制动部件,实现以铝代钢,具有重要的理论意义和应用价值。本论文以有工程应用背景的制动毂为研究对象,设计了外层耐磨层为SiCp/A357铝基复合材料、内层为7050高强铝合金材料的PAMC/Al层状复合材料制动毂;建立了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合流变铸造仿真模型;采用模拟仿真与实验研究相结合的方法,发展了高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻成型新技术;研究了工艺参数对组织与性能的影响规律,揭示了异种材料固液复合机理,实现了层状复合材料的固液复合,制备了结构功能一体化的高强耐磨层状铝基复合材料铸件。本文的主要研究结果如下:（1）通过模拟仿真与实验验证,研究了流变模锻工艺参数对7050高强铝合金铸件成型性与缺陷的影响。研究表明:铸造热节存在于制动毂轮辐和轮辋交界处,浇铸温度升高、成型比压降低和模具温度升高均会使热节存在时间上升;优化后的流变工艺参数为浇铸温度660℃、成型比压100 MPa、模具温度200℃,7050铝合金制动毂铸件成型良好,无缩孔缩松缺陷。（2）研究了电磁均匀化熔体处理及微合金化对7050高强铝合金流变模锻制动毂铸件组织与性能的影响。研究表明:对7050铝合金熔体施加电磁均匀化熔体处理及0.15 wt.%Sc微合金化处理后,流变模锻7050高强铝合金制动毂铸件组织明显细化,力学性能显着提升,与普通液态模锻相比,平均晶粒尺寸从136.9 μm降低至42.7 μm,抗拉强度由559MPa提升至597MPa,屈服强度由464MPa提升至518MPa,延伸率由6.1%提升至13.7%。（3）通过模拟仿真与实验研究,优化了耐磨环的结构参数,研究了固液复合铸造工艺关键参数对固液结合界面的影响,揭示了实现良好界面结合的规律:确保熔体与耐磨环表面润湿,耐磨环表面需产生一定程度的重熔并与熔体产生熔合结合,且熔合结合处液相共晶区尽量窄。本文实验条件下获得良好界面结合的工艺为:采用化学法去除表面氧化层,耐磨环结构参数为厚度5 mm、高度60 mm,耐磨环预热温度为200℃,加压前等待时间10 s。（4）分析表征了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液结合界面的组织形貌、元素分布、相组成及其力学性能。结果表明,固液界面耐磨环表层组织由细晶区、球化区和枝晶区构成;固液界面SiCp/A357铝基复合材料层存在约250 μm厚的过渡层,界面处存在大量T相和Mg2Si相;T6热处理后固液界面处T相消失生成了新相W相;经过T6热处理后,固液界面处维氏硬度从121.5 HV提升至172.0 HV,界面剪切强度由83.3 MPa提升至124.6 MPa,相比铸态提高了约50%。（5）在上述研究基础上制备了外径470 mm、高度120 mm的大型PAMC/Al层状复合材料制动毂铸件。铸件组织呈细小等轴晶,宏观偏析程度较小,固液界面结合良好。铸件经T6热处理后的力学性能为:轮辋轴向抗拉强度582MPa,屈服强度512 MPa,延伸率7.9%;轮辐的径向抗拉强度590MPa,屈服强度530MPa,延伸率6.4%;轮辐的径向抗剪强度304 MPa。摩擦性能为:摩擦系数0.5776,磨损率3.99×10-7 cm3/（N.m）。台架试验验证结果良好,性能优异,具有较好的工业应用前景。
周晓舟[2]（2021）在《Co-Al-W基高温合金凝固特性与单晶叶片制备工艺基础研究》文中研究表明传统钴基高温合金（Co-Ni-Cr-W基合金）具有优异的抗热腐蚀、抗热疲劳和易焊接等性能,但由于其强化方式主要为固溶强化和碳化物强化,高温强度和承温能力显着低于γ’相（Ni3Al）强化的镍基高温合金,因而未能像镍基高温合金一样获得广泛的应用。2006年,一种新的钴基高温合金Co-Al-W基合金中γ’-Co3（Al,W）相及其强化作用的发现,意味着通过调控γ’相析出使新型钴基高温合金具有与镍基高温合金相当的高温力学性能成为可能,从而为发展航空发动机和地面燃气轮机用高耐蚀、高耐温结构材料开辟了新方向。目前国内外针对Co-Al-W基高温合金的研究主要集中在通过合金化提升其承温能力、力学性能、抗氧化性能等材料性能方面,而关于合金化对凝固特性、铸造和固溶等工艺性能的影响方面关注较少,研究和阐明Co-Al-W基高温合金的铸造工艺性能及其影响因素,特别是铸造缺陷的形成机制,是该类合金铸件实现工程化应用的关键。本文研究了合金元素对Co-Al-W基高温合金的凝固特性、铸造和固溶工艺性能的影响规律,并通过数值模拟与实验相结合的方法,研究了该合金的定向凝固基本行为,实现了合金复杂单晶叶片的定向凝固制备。本文主要创新性成果如下:针对目前具有优异高温力学性能的Co-7Al-8W-1Ta-4Ti五元合金铸态组织复杂、凝固行为和凝固路径不明确的问题,采用等温淬火、定向凝固+快速淬火等方法确定了该合金的凝固路径:L→Li+γ→L2+γ+Laves→L3+γ+Laves+（β+γ’）e→L4+γ+Laves+（β+γ’）e+γ’→γ+Laves+（β+γ’）e+γ’。合金凝固时液相内W、Ta、Ti元素的强烈偏聚会导致Laves相优先析出,富Al、Ti的（β+γ’）e共晶在Laves相之后析出,过剩的Ti元素在合金凝固的最后阶段形成富Ti的γ’相。由于3种二次相中存在相同的多种合金元素,它们在凝固过程中的析出会发生相互竞争,因而可通过调整合金元素控制合金的铸态组织与凝固行为。相关结果为后续设计多组元Co-Al-W基合金提供了理论依据。在Co-Al-W-Ta-Ti合金的基础上,加入高温合金最常用的强化元素Ni和Cr,设计了 Co-30Ni-7Al-8W-5Cr-1Ta-4Ti 七元 Co-Al-W 基合金,研究了其凝固和固溶行为。结果表明,Ni、Cr元素的加入可使A1和Ta的偏析减小,对合金凝固路径的影响较小,但可使在合金凝固最后阶段形成的γ’相转变为（γ+γ’）e共晶。由于Co-30Ni-7Al-8W-5Cr-1Ta-4Ti合金中难熔元素浓度较高,固溶处理后易形成无法消除的μ相（Co7W6）。为了避免合金固溶时产生μ相,并抑制Laves相的形成,本文在强化元素Al、W总量不变的条件下,研究了 Al、W元素含量变化对合金凝固与固溶性能的影响。结果表明,Al含量增多W含量减少可以抑制合金凝固时Laves相的析出,同时也可以抑制固溶处理时μ相的形成。在上述研究结果的基础上,本文提出的新合金的设计方案为Co-30Ni-11Al-4W-5Cr-1Ta-4Ti。新合金凝固时不形成Laves相,经过双级固溶处理后新合金可获得单一的γ相组织。以Co-30Ni-11Al-4W-5Cr-1Ta-4Ti合金为基础,进一步研究了 Ni元素含量对合金热裂缺陷形成的影响。结果表明,随Ni含量的增多,W和Ti的凝固偏析增加而Ta的偏析减小,（β+γ’）e共晶的析出温度降低、体积分数降低,合金残余液相中Al、Ti元素的浓度逐渐增多,导致合金在热裂敏感区内的凝固速率降低,合金的热裂形成倾向逐渐增大。随着Ni含量的减少,合金的组织稳定性下降,固溶处理难度增加。综合考虑新合金的凝固行为、铸造性能、固溶工艺和组织稳定性,合金中的Ni含量可在20-30at.%变化。该结果为不同性能单晶叶片的制备提供了较大的成分选择空间。通过实验和热力学计算获得了 Co-30Ni-11Al-4W-5Cr-1Ta-4Ti合金定向凝固过程的边界条件和合金热物性参数,构建了该合金准确的定向凝固工艺模型。研究了加热温度、摆放方式、抽拉速度等工艺参数对合金叶片定向凝固过程温度场和组织缺陷的影响,分析了缘板处杂晶缺陷的形成原理,结合模拟结果提出一种变速抽拉工艺,初步实现了复杂单晶叶片的定向凝固制备。本文的结果可为进一步开展Co-Al-W基合金复杂单晶叶片工程化制备提供基础数据支撑。
宋婷婷[3]（2021）在《基于SPH法的挤压铸造充型凝固过程数值模拟研究》文中研究指明挤压铸造又称为液态模锻,是一种介于铸造与锻压之间的工艺,它同时具备了铸造与锻压的优点,成为一种少切削或无切削的近净成形技术。采用计算机技术模拟金属液在挤压铸造型腔中的流动情况,可以更加直观的观察金属液的流动情况及其温度的变化过程,并预测挤压铸件可能出现的缺陷,帮助技术人员根据存在的问题对挤压铸件结构和工艺设计方案进行改进,以期获得合格的挤压铸件,提高产品质量与生产效率。因此对挤压铸造的充型过程、温度场、凝固过程进行数值模拟,对合理选择工艺参数有着重要的意义。目前,尽管基于网格法的数值模拟发展相对成熟,但是还有很多不足之处,比如有限元数值模拟方法不能很好处理大尺度变形。光滑粒子流体动力学（Smooth Particle Hydrodynamics,SPH）方法可以很好的解决此类问题。本文首先基于SPH方法建立三维数学模型,其次自主编写C++程序,最后对挤压铸造充型过程和凝固过程很好的进行了数值模拟,并与有限元及实验结果对比,有较好的一致性。具体研究内容如下:首先,建立挤压铸造工艺基于SPH方法数值模拟的整体计算框架,并阐述SPH方法的理论思想及基本方程。本文将Open MP技术写入程序中,实现了并行计算,大大缩短了计算时间,提高了计算效率,并采用C++计算机语言建立了程序模型。其次,建立基于SPH法三维挤压铸造充型过程数学模型,并采用C++语言自主编写挤压铸造充型程序。首先对经典算例溃坝进行数值模拟,并将模拟结果与文献中实验结果进行对比,得到较好的一致性。然后将带障碍物溃坝进行模拟,较好的展示了基于SPH法液体复杂的流动过程。最后对挤压铸造件轮毂的充型过程进行模拟,并将充型结束时刻的温度分布与有限差分法结果进行了对比,结果基本一致。最后,建立基于SPH法三维挤压铸造凝固过程数学模型,并采用C++语言自主编写挤压铸造凝固程序。首先通过对经典算例平板件导热问题进行数值模拟,并将模拟结果与解析解对比,得到较好的一致性,验证了本文所建程序温度场计算结果。其次本文采用温度回升法对柱形铸件的潜热进行模拟,并对挤压铸造件凸型件充型过程和凝固过程进行数值模拟,与文献中有限元及实验结果进行对比,得到较好的一致性。
张梦琪[4]（2021）在《基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究》文中研究指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。
郎晨智[5]（2021）在《基于增材制造技术的离心泵体数字化制造工艺研究》文中研究指明选择性激光烧结技术作为一种典型的增材制造手段,具有材料利用率高、工艺流程短、造型随意等特点,将该技术和传统砂型铸造结合有助于突破传统铸造局限,推进其向数字化、智能化、绿色铸造的方向发展。本文以某型号的泵体零件为例,探讨了选择性激光烧结技术在复杂薄壁零件快速制造方面的应用。研究主要包括以下几个方面:（1）分析零件结构,设计泵体铸造工艺,并利用有限元软件ProCAST对设计的方案进行模拟分析,验证方案合理性。（2）分析传统翻模铸造工艺的局限性,结合增材制造技术高柔性和造型任意的特点,进行泵体砂型结构优化:通过轮廓切除、砂型镂空、支撑设计等手段实现了砂型轻量化,材料节约率达到76.2%;通过砂型一体化设计,避免分块翻制后因拼接带来的各类铸造缺陷;通过随型气道设计,保证排气通畅。（3）分析覆膜粉体材料烧结机理,研究激光功率、扫描速度、砂面温度对烧结线条的影响,激光功率越大,扫描速度越小、砂面温度越高,烧结线条的宽度和深度就越大,且激光功率对线条烧结的影响更加显着。通过研究激光功率、扫描速度、填充间隙、打印层厚对烧结试样性能的影响,发现功率越高,速度越慢,间隙越小,层厚越薄,试样的烧结越严重,其抗拉强度经历先增加后降低的过程,表明能量输入过高会导致树脂碳化,破坏连接效果,砂型次级烧结随着烧结能量密度的增加而逐渐加重。（4）分析砂型后处理固化机理,研究保温时间和温度对砂型最终力学性能的影响,通过观察不同气体氛围下对试样抗拉强度的影响,发现适量的水汽和甲醛有助于促进树脂进一步反应,提高砂型力学性能。提出使用有机溶剂淋喷的方式进行后处理工艺改进,结果发现使用酒精和异丙醇可以提高树脂的流动性,结果在砂砾之间形成更大规模的树脂颈,砂型抗拉强度得到明显提升。（5）分析两类无机粘结剂的作用机理,通过填料、固化剂、改性剂、膨胀剂等方面对粘结剂进行改性,使用改性粘结剂能实现破碎砂型修复。（6）参考以上优化后工艺进行砂型制造、后处理强化及修复,通过三维对比检查砂型尺寸合格,最后经过浇注,获得表面质量良好、尺寸合格的泵体零件,验证了技术路线的可行性。
邱代[6]（2021）在《V型系列柴油发动机缸体整铸工艺及共线生产技术研究》文中认为柴油发动机作为大型运输设备的动力零部件之一,因其具有良好的动力性能和经济性,在交通运输行业有着不可或缺的地位。柴油发动机缸体作为柴油发动机的核心部件,其性能和质量直接关系到整个发动机的使用。目前,对于柴油发动机的生产和研究,主要在于尾气控制、结构优化、加工处理和模拟技术等方面,对于缸体铸造工艺的系统化研究相对较少。此外,对于单个柴油发动机缸体的铸造工艺研究较多,对于系列化缸体的共性研究较少。对多个系列的共性研究和基于共性研究的铸造工艺设计,以及实际生产中的共线技术的研究,则少之更少。本文以V型GE3系、GE4系和M3系三个系列V型柴油发动机缸体中三个典型缸体（即GE320缸体、GE420缸体和M3020缸体）为研究对象,通过对其结构、材质特性、力学性能、微观组织等方面进行研究,总结缸体结构和材质等属性的共性和个性特征;对三种典型缸体进行“基于共性特征设计的个性化优化”的铸造工艺设计,并对设计的铸造工艺进行了数值模拟;最后对三种典型缸体实际生产的产品质量进行检测研究,并对缸体整铸中常见缺陷进行成因研究,同时提出了质量控制方法进一步总结了三个系列V型柴油发动机缸体整铸工艺的共线生产关键技术。本文最终获得了以下结果:（1）对三个系列的三种典型柴油发动机缸体在其结构特征、材质特性、力学性能和微观组织等方面的共性和个性特征进行了研究和总结。在结构特征方面,三种典型缸体在主体结构和单元结构特征等方面均表现出不同程度的共性特征;在材质特性方面,均具备铸铁材质的“自补缩能力”。而在性能要求和微观组织要求方面,则表现出充分的个性特征,同时结合在各个方面表现出的不同程度的个性特征,进而得出:三种典型缸体铸件在结构、材质等方面主体的共性决定三种典型缸体在铸造工艺设计思路的一致性;而在局部或参数上的个性化差异则决定铸造工艺的个性化差异。（2）基于三种典型柴油发动机缸体的共性和个性特征,提出“基于共性特征设计的个性优化”的设计思路,并完成了三种典型缸体的铸造工艺设计。共性体现于铸造工艺设计的工艺原理、设计思路、主体结构等方面,而个性体现在不同的参数设计和针对性优化设计。最终通过对三种典型缸体的两次充型过程数值模拟和三次凝固过程数值模拟,证明本文设计的铸造工艺在充型过程中满足逐层平稳饱满充型,凝固过程中满足顺序凝固、均衡凝固的设计目标,为三种典型缸体的共线生产提供了的设计理论支撑。（3）基于三种典型缸体的“基于共性特征设计的个性优化”的铸造工艺设计方案,对三种典型缸体进行了实际生产,并对实际生产结果进行了质量检测。并进一步证实:共性特征产生原因为结构共性和材质共性,个性差别在于在结构细节和力学性能、微观组织要求不同产生的具体尺寸、参数差异。同时,在实际生产的质量检测中,实际产品的外观质量、尺寸、成分、力学性能和微观组织等方面,均能达到客户要求。因此,从实际生产的角度证实三个系列缸体共线生产的可行,并为1t3t的V型系列柴油发动机缸体的共线生产提供了实际生产经验支撑。（4）基于三种典型缸体的实际生产,对生产过程中常出现的缺陷进行了形成原因研究,并提出质量控制方法。利用金相显微镜、扫描电镜和能谱等实验检测方法,研究了缺陷的成因和形成机理,并提出相应的实际生产控制方法。进一步,总结了实际生产中的三个系列V型柴油发动机缸体的共线生产关键技术,即工艺工序、质量控制方法和设备管理的实际生产共线技术。最终,实现了三个系列V型柴油发动机的规模化共线生产。
赵雪岩[7]（2020）在《镁合金大型铸件熔模铸造技术研究》文中研究说明镁合金被誉为“21世纪绿色工程材料”。其密度小,为最轻的金属结构材料;镁合金作为一种重要的结构材料,应用在很多重要的领域,如航天航空、电子通信、汽车等工业领域都有成功的案例。在欧美等发达国家,相关的研究和产业化部门在大型镁合金铸件的精密铸造技术体系方面正朝着标准化迈进,通过严格的工艺设计、使用精密制造的模具工装、选用优质的模料、铸型材料、采用优质合金专用的工艺装备来获得尺寸更大、壁厚更薄、精度更高、寿命更长的大型复杂薄壁镁合金铸件,以应用于各型号的航天器上。并对中国实行严格的技术封锁。本文以具有大型、复杂、薄壁结构特征的航天器用镁合金结构件的精密成形系统为研究对象,设计出适用于大型薄壁镁合金熔体充型的浇注系统,实现铸件的疏松、缩孔等缺陷的有效控制;遴选出适合大型镁合金熔模铸造用的蜡料与铸型材料,优化大型陶瓷型壳制备工艺;分析反重力铸造各阶段影响铸件尺寸误差的机制,获得大型镁合金铸件熔模铸造精度控制新思路和新方法,为提高大型镁合金结构件的成品率提供强有力的保障。本文采用Procast软件构建反重力充型条件下镁合金浇注的仿真模型,通过多次模拟,建立了铸造缺陷可控的浇冒系统;采用三坐标测量仪测量不同工艺参数下压制的蜡模的关键尺寸,结合实验数据,利用模拟仿真方法建立蜡模尺寸超差及变形与工艺参数的对应关系模型,获得了最优的压蜡工艺参数;采用旋转粘度仪测定型壳浆料的流变性能,优化出浆料配方;对型壳的力学、透气性等基本性能进行表征,优化型壳材料体系,并通过计算机模拟仿真与实验结合的方式,获得最佳的沾浆、淋砂工艺参数;采用实验方式验证面层材料对镁合金铸造过程中的阻燃效果;并通过表面粗糙度测量仪获得型壳面层与铸件表面粗糙度;通过优化型壳材料以及通过铁丝捆绑等方式,提高型壳在制备和使用过程中抗开裂和面层剥落的性能;通过对型壳的力学性能、物相和其它基本理化性能表征,以及对型壳在焙烧前后尺寸的测量,采用计算机模拟仿真方法,建立型壳焙烧工艺参数对型壳型腔尺寸偏差与变形的影响模型,确定了最佳的型壳焙烧工艺参数;结合铸件结构特征与型壳材料基本性能指标,采用Procast软件模拟不同凝固和冷却条件下铸件尺寸超差和变形,并与实际实验结果进行对比,优化出最佳的铸造工艺参数。
王瞳[8]（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》文中认为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。
李士中[9]（2020）在《某汽车铝合金减震塔高压压铸工艺研究与力学性能分析》文中认为新能源汽车、公交车凭借无污染、低能耗、低噪音等优点,已经成为各大城市主要推崇的交通工具。但由于目前电池技术发展的限制,其所配备的动力电池比能量低、续航能力短、体积重量大,严重影响了新能源汽车的应用与发展。因此,若能从车身和零部件出发,通过结构设计和轻质材料的运用,降低各零部件的质量从而减轻整车的重量,对降低能耗、减少污染物排放、节约成本以及促进新能源汽车行业的发展至关重要。减震塔作为重要的承载部件,不仅起着固定弹簧和决定承载能力的作用,其性能的优劣也将直接关系到乘客及驾驶员乘车时的舒适性、操作性与安全性。传统汽车减震塔是由高强度钢制造而成,减震塔整体重量大,已经难以满足目前汽车轻量化市场的形势与需求。因此本文采用轻质材料“AlSi10MnMg铝合金”和先进制造技术“高压压铸成形工艺”两种手段,提出了某汽车铝合金减震塔高压压铸成形工艺,并对铸件进行了基于真实服役过程下的静动态特性有限元分析。在达到安全的使用性能条件下,通过以铝代钢的方式最大程度降低减震塔重量,为中小型轿车车身及零部件轻量化研究提供了宝贵的指导意义。本文的主要研究内容及结论如下:（1）AlSi10MnMg铝合金汽车减震塔高压压铸工艺的研究。根据相关技术标准,利用ProCAST软件对减震塔高压压铸过程进行仿真模拟,主要研究典型的工艺参数如压射速度（压力）、浇注温度、模具预热温度、时间等对铸件成形质量的影响。结果表明:影响最明显的因素是压射速度,在2.5 m/s3.5 m/s时,随着速度的增大合金的充型能力逐渐提高,最佳压射速度为3.0 m/s。2.5 m/s时,合金充型能力较低,导致最终产品未完全充满型腔,造成浇注不足。3.5 m/s时,虽然合金的充型能力有所提高,但与压射速度为3.0 m/s时相差不大,反而因为速度过大,合金液体对压铸模产生强烈的冲蚀作用,大幅降低模具的使用寿命。影响因素排在第二位的是浇注温度,在680°C720°C时,随着温度的提高,合金的流动性增强,同一时间内温度越高合金的充型距离相对越远,最佳浇注温度为700°C。浇注温度过低会抑制合金的流动性影响充型能力,形成冷隔缺陷;温度过高会造成卷气、絮流,形成缩松缩孔等缺陷。模具预热温度的影响程度最小,按照相关资料直接选取最佳温度为200°C。本文中减震塔高压压铸最佳工艺参数为:压射速度3.0 m/s,浇注温度700°C,模具预热温度200°C。（2）减震塔高压压铸实验研究。基于上述的仿真模拟结果,在最佳工艺参数下进行生产实验,进一步验证铝合金减震塔高压压铸成形的可行性与可靠性。对铸件进行显微组织观察、拉伸性能测定和断口形貌的分析与研究,结果表明:铸件的成形质量良好,相关性能符合要求。（3）减震塔铸件真实服役过程的静动态特性分析。结合相关技术标准,对压铸工艺所获得的减震塔进行典型危险工况下的静/动力学分析,以判断其是否满足力学性能要求。结果表明:四种典型危险工况下减震塔结构的静动态强度和刚度均满足设计要求,在工况4下减震塔发生最大变形,x、y、z三个方向上位移量分别为0.390 mm、0.441 mm和0.487 mm,均小于0.5 mm的临界位移值。此外,对减震塔进行了模态分析,结果表明:减震塔的低阶固有频率为62.292 Hz,避开了外部激励的频率区间,不会发生共振现象。本文旨在通过上述对铝合金减震塔高压压铸工艺的研究与铸件力学性能的分析,从压铸过程模拟、压铸实验方案与工艺流程设计、静动态结构性能分析等角度,为汽车减震塔轻量化设计提供一体化解决方案。
王博文[10]（2020）在《斗齿液态模锻关键技术参数设计与研究》文中认为斗齿是挖掘机与物料直接接触的使用频率最高、应力最集中、磨损量最大的零件之一,属于挖掘机中的易磨损件。斗齿的使用工况恶劣,需保证高硬度、高耐磨性及强韧性等力学性能。传统成形工艺生产的斗齿已无法满足力学性能及经济效益日益提高的要求。本文提出应用液态模锻工艺成型与生产斗齿,从斗齿液锻工艺方案设计、液锻关键工艺参数设计、液锻模具设计及液锻设备技术设计等方面进行斗齿液锻技术的设计研究。进行D11斗齿的液锻实例设计验证,完成了数值模拟验证实验,得到合理可靠的斗齿液锻工艺设计公式。首先,进行工艺方案及关键工艺参数设计,确定出斗齿液锻的分类及选择依据,完成斗齿液锻工艺方案分型面及成型位置的设计,确定出斗齿毛坯尺寸设计公式等斗齿液锻工艺方案设计研究。在工艺参数的设计中,根据液锻方式的不同研究出斗齿直接液锻的保压时间及浇注高度设计公式,对于斗齿间接液锻,推导出液锻力及液锻速度的设计公式。在斗齿液锻模具设计中,推导出液锻模具型腔壁厚及型芯的尺寸设计公式,并完成了斗齿液锻模具浇注系统压室的设计及模温调节系统设计,推导出有关关键参数如电阻丝长度、压室壁厚等的设计公式。在斗齿液锻设备技术设计中,完成斗齿专用液锻机的功能要求设计,确定出斗齿液态模锻机机身机构设计要素,推导出斗齿液态模锻机关键技术参数如液锻力、抽芯力等的设计公式。除了完成专用液锻机的设计还进行了斗齿液锻辅助设备的设计研究,推导出了辅助设备关键参数如浇包尺寸、取件板厚度等的设计公式。最后,根据上述研究内容进行D11斗齿的实例设计及模拟验证实验,完成D11斗齿液锻方案、液锻工艺参数、液锻模具、液锻设备等对应设计,得到成套的液锻技术方案。通过计算机对斗齿液锻参数设计公式进行模拟分析验证,表明液锻力、保压时间、液锻速度、模具型腔壁厚等设计公式具有较高的合理性,可以较好地应用于斗齿液锻设计生产中。
二、铸件计算机凝固模拟的现状、发展与前景（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、铸件计算机凝固模拟的现状、发展与前景（论文提纲范文）
（1）高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高强铝合金的铸造成型 |
| 1.2.1 7xxx系铝合金的研究现状 |
| 1.2.2 7xxx铝合金的铸造工艺 |
| 1.2.3 7xxx铝合金流变成型研究进展 |
| 1.3 层状复合材料的成型方法 |
| 1.3.1 离心铸造法 |
| 1.3.2 浸渗法 |
| 1.3.3 铸造复合法 |
| 1.4 层状复合材料的界面结合机理 |
| 1.4.1 固液界面的复合机理 |
| 1.4.2 固液界面的过渡层 |
| 1.4.3 元素扩散及化合物生长对固液界面结合性能的影响 |
| 1.5 本论文研究目的与意义 |
| 1.6 本论文的难点、关键技术及创新点 |
| 1.7 本论文研究内容及技术路线 |
| 2 研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 SiCp/A357复合材料 |
| 2.1.2 7050铝合金 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 SiC颗粒预处理装置 |
| 2.2.2 真空搅拌铸造装置 |
| 2.2.3 固液复合铸造装置 |
| 2.2.4 熔体处理装置 |
| 2.2.5 热处理装置 |
| 2.3 有限元模拟仿真 |
| 2.3.1 模拟仿真软件及内容 |
| 2.3.2 几何模型的建立及计算参数 |
| 2.4 分析测试方法 |
| 2.4.1 化学成分分析 |
| 2.4.2 微观组织观察 |
| 2.4.3 室温力学性能分析 |
| 2.4.4 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.4.5 摩擦磨损性能分析 |
| 3 7050铝合金流变模锻工艺研究 |
| 3.1 7050铝合金流变模锻工艺仿真优化 |
| 3.1.1 模型建立及计算参数设定 |
| 3.1.2 计算结果及分析 |
| 3.2 实验中各工艺参数对成型性的影响 |
| 3.2.1 模具温度的影响 |
| 3.2.2 浇铸温度的影响 |
| 3.2.3 比压对成型性的影响 |
| 3.3 各工艺参数对微观缺陷的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 7050铝合金流变模锻组织性能调控研究 |
| 4.1 流变模锻成型工艺对组织的影响 |
| 4.1.1 浇铸温度对微观组织的影响 |
| 4.1.2 比压对晶粒形貌的影响 |
| 4.2 7050铝合金组织调控方案 |
| 4.3 7050铝合金制动毂调控前后的组织与性能 |
| 4.4 7050铝合金组织调控优化机理 |
| 4.4.1 微合金化对7050铝合金铸件微观组织与力学性能的影响 |
| 4.4.2 IC-AEMS熔体处理对7050铝合金铸件微观组织和性能的影响 |
| 4.5 7050铝合金层的拉伸断口分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺研究 |
| 5.1 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺仿真优化 |
| 5.1.1 耐磨环厚度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.2 耐磨环高度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.3 耐磨环预热温度对其内表面升温的影响 |
| 5.2 复合铸造工艺参数对固液界面结合的影响 |
| 5.2.1 耐磨环表面处理对界面结合的影响 |
| 5.2.2 耐磨环预热温度对界面结合的影响 |
| 5.2.3 复合铸造加压前等待时间对界面结合的影响 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合界面的组织与性能 |
| 6.1 固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.1 铸态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.2 T6态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.2 固液复合界面的力学性能 |
| 6.2.1 维氏硬度测试 |
| 6.2.2 剪切性能测试 |
| 6.3 分析和讨论 |
| 6.3.1 固液铸造过程中界面的形成 |
| 6.3.2 剪切断口分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂复合铸造实验 |
| 7.1 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂结构及制备 |
| 7.2 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂组织及性能 |
| 7.2.1 微观组织表征 |
| 7.2.2 性能分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）Co-Al-W基高温合金凝固特性与单晶叶片制备工艺基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.1.3 研究目的与意义 |
| 1.2 铸造高温合金发展概述 |
| 1.2.1 定向凝固技术 |
| 1.2.2 单晶制备技术 |
| 1.3 铸造高温合金的凝固行为研究 |
| 1.3.1 铸造高温合金凝固特性 |
| 1.3.2 铸造高温合金凝固特征温度 |
| 1.3.3 铸造高温合金凝固偏析 |
| 1.3.4 铸造高温合金凝固缺陷 |
| 1.4 铸造高温合金定向凝固工艺研究 |
| 1.4.1 铸造高温合金定向凝固工艺模拟研究 |
| 1.4.2 铸造高温合金定向凝固工艺实验研究 |
| 1.5 Co-Al-W基铸造高温合金研究现状与存在问题 |
| 1.5.1 Co-Al-W基铸造高温合金的相组成和成分特征 |
| 1.5.2 Co-Al-W基铸造高温合金的高温力学性能 |
| 1.5.3 Co-Al-W基铸造高温合金凝固行为 |
| 1.5.4 Co-Al-W基铸造高温合金急需解决问题与发展方向 |
| 2 研究内容、技术路线与创新点 |
| 2.1 研究内容 |
| 2.2 技术路线 |
| 2.3 创新点 |
| 3 添加Ta和Ti对Co-7Al-8W合金凝固行为的影响 |
| 3.1 Ta、Ti元素对合金铸态组织的影响 |
| 3.2 Ta、Ti元素对合金固液相线的影响 |
| 3.3 Ta、Ti元素对合金凝固偏析行为的影响 |
| 3.4 Ta、Ti元素对合金凝固路径的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Al、W含量对Co-30Ni-xAl-(15-x)W-5Cr-1Ta-4Ti合金凝固和固溶行为的影响 |
| 4.1 Al、W含量对合金凝固行为的影响 |
| 4.1.1 Al、W含量对合金铸态组织的影响 |
| 4.1.2 Al、W含量对合金固液相线的影响 |
| 4.1.3 Al、W含量对合金凝固偏析行为的影响 |
| 4.1.4 Al、W含量对合金凝固行为的影响 |
| 4.2 Al、W含量对合金固溶行为的影响 |
| 4.3 合金固溶过程中μ相的形成机制 |
| 4.3.1 合金固溶过程中的组织演变 |
| 4.3.2 合金中μ相的析出机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 Ni含量对Co-xNi-11Al-4W-5Cr-1Ta-4Ti合金凝固行为和热裂缺陷的影响 |
| 5.1 Ni含量对合金凝固特性的影响 |
| 5.2 Ni含量对合金凝固过程组织演变的影响 |
| 5.3 Ni含量对合金热裂形成倾向的影响 |
| 5.4 Ni含量对合金固溶行为的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 Co-30Ni-11Al-4W-5Cr-1Ta-4Ti合金定向凝固模拟与单晶叶片制备工艺确定 |
| 6.1 定向凝固工艺模拟模型 |
| 6.1.1 定向凝固工艺简化物理模型 |
| 6.1.2 定向凝固过程传热模型 |
| 6.1.3 晶粒组织模拟计算模型 |
| 6.2 热物性参数与边界条件设置 |
| 6.2.1 模拟所用热物性参数设置 |
| 6.2.2 模拟所用边界条件设置 |
| 6.2.3 晶粒组织模拟参数设置 |
| 6.3 合金定向凝固过程的模拟与实验分析 |
| 6.3.1 棒状铸件模拟与实验分析 |
| 6.3.2 工艺参数对合金定向凝固过程的影响 |
| 6.4 合金单晶叶片定向凝固工艺确定 |
| 6.4.1 摆放方式对单晶叶片定向凝固过程的影响 |
| 6.4.2 抽拉速度对单晶叶片定向凝固过程的影响 |
| 6.4.3 单晶叶片定向凝固工艺的确定与实验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于SPH法的挤压铸造充型凝固过程数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 挤压铸造及其数值模拟 |
| 1.3 无网格方法研究综述 |
| 1.3.1 无网格方法的发展 |
| 1.3.2 SPH方法的应用及研究现状 |
| 1.4 课题研究意义与研究内容 |
| 1.4.1 课题研究意义 |
| 1.4.2 课题研究内容 |
| 第2章 SPH方法基础理论 |
| 2.1 SPH方法基本思想 |
| 2.2 SPH的积分表示法和粒子近似法 |
| 2.2.1 积分表示法 |
| 2.2.2 粒子近似法 |
| 2.3 核函数 |
| 2.3.1 核函数主要性质 |
| 2.3.2 常用核函数类型 |
| 2.4 SPH方法控制方程 |
| 2.4.1 质量守恒方程 |
| 2.4.2 动量守恒方程 |
| 2.4.3 能量守恒方程 |
| 2.5 粒子搜索 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于SPH方法的挤压铸造充型过程建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SPH方法状态方程 |
| 3.3 SPH方法的修正 |
| 3.3.1 人工压缩率 |
| 3.3.2 人工粘度 |
| 3.3.3 人工热量 |
| 3.3.4 人工应力 |
| 3.4 时间积分 |
| 3.5 固壁边界模型处理 |
| 3.6 程序实现 |
| 3.7 溃坝模型验证 |
| 3.7.1 经典溃坝模拟 |
| 3.7.2 带障碍物溃坝模拟 |
| 3.8 挤压铸造轮毂算例 |
| 3.8.1 轮毂几何模型 |
| 3.8.2 轮毂充型过程的3D模拟计算 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 基于SPH方法的挤压铸造凝固过程建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于SPH方法的温度场建模 |
| 4.2.1 基于SPH方法的热传导建模 |
| 4.2.2 基于SPH方法的平板件热传导计算 |
| 4.2.3 潜热处理常用模型 |
| 4.2.4 基于SPH方法的柱型铸件温度场计算 |
| 4.3 挤压铸造凸型件算例 |
| 4.3.1 凸型件几何模型 |
| 4.3.2 凸型件充型过程的3D模拟计算 |
| 4.3.3 凸型件凝固过程的3D模拟计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）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 |
（5）基于增材制造技术的离心泵体数字化制造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 增材制造技术研究现状 |
| 1.2.1 国内外增材制造技术研究现状 |
| 1.2.2 增材制造技术原理概述 |
| 1.2.3 增材制造技术在铸造上的应用 |
| 1.3 研究目的及研究内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 2 泵体铸造工艺设计及有限元模拟仿真 |
| 2.1 零件分析 |
| 2.2 铸造方案设计 |
| 2.3 基于ProCAST的浇注工艺有限元数值仿真 |
| 2.3.1 有限元技术在铸造模拟中的计算原理 |
| 2.3.2 泵体铸造工艺模拟仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于增材制造技术优势的砂型优化设计 |
| 3.1 传统造型的局限性分析 |
| 3.1.1 传统造型工艺的局限性 |
| 3.1.2 铸型结构优化的必要性 |
| 3.2 增材制造砂型优化设计 |
| 3.2.1 砂型轻量化设计 |
| 3.2.2 一体化砂芯和随形气道 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于SLS技术的快速制造工艺研究 |
| 4.1 烧结用覆膜粉砂成型固化机理探究 |
| 4.1.1 覆膜宝珠砂成分和性能 |
| 4.1.2 材料固化原理分析 |
| 4.2 烧结成型原理分析 |
| 4.3 烧结参数对烧结线条表现的影响 |
| 4.3.1 激光功率对线条烧结表现的影响 |
| 4.3.2 激光扫描速度对线条烧结表现的影响 |
| 4.3.3 砂面温度对线条烧结表现的影响 |
| 4.4 烧结参数对打印砂型性能的影响 |
| 4.4.1 主要参数对烧结初强度的影响 |
| 4.4.2 打印工艺设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于SLS技术的砂型后处理固化研究 |
| 5.1 打印设备和工作原理介绍 |
| 5.2 砂型后处理强化工艺探索 |
| 5.2.1 后处理温度和时间对砂型力学性能的影响 |
| 5.2.2 不同气体氛围对砂型力学性能的影响 |
| 5.3 常温淋喷对砂型力学性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 砂型修复和零件制造 |
| 6.1 基于无机粘结剂的砂型修复方法探索 |
| 6.1.1 磷酸盐无机粘结剂作用原理介绍 |
| 6.1.2 磷酸盐无机粘结剂的改善 |
| 6.1.3 碱金属硅酸盐无机粘结剂作用原理介绍 |
| 6.1.4 碱金属硅酸盐无机粘结剂的改善 |
| 6.2 砂芯后处理强化实践 |
| 6.3 砂型修复和尺寸检测 |
| 6.4 泵体零件制造和质量检测 |
| 6.4.1 泵体零件制造 |
| 6.4.2 零件质量检测 |
| 6.5 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）V型系列柴油发动机缸体整铸工艺及共线生产技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 柴油发动机的发展与前景 |
| 1.3 柴油发动机的国内外现状与问题 |
| 1.3.1 国内外柴油发动机的研究现状与问题 |
| 1.3.2 国内外V型柴油发动机缸体的整铸生产技术现状与问题 |
| 1.3.3 铸造生产的系列化和生产线现状 |
| 1.4 计算机数值模拟在现代铸造中的应用 |
| 1.5 本文的研究意义、主要内容和技术路线 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 2 三个V型系列发动机的典型缸体共性和个性特征探究 |
| 2.1 三种典型缸体与其主要参数的共性和个性特征研究 |
| 2.1.1 三个V型系列发动机典型缸体 |
| 2.1.2 三种典型缸体主要尺寸参数的共性和个性特征研究 |
| 2.2 三种V型系列典型发动机缸体的结构共性和个性特征研究 |
| 2.2.1 缸体宏观特征共性与个性特征研究 |
| 2.2.2 缸体功能模块共性与个性特征研究 |
| 2.3 三种典型缸体的材质特征研究 |
| 2.4 三种V型系列典型发动机缸体的性能要求、微观组织特征研究 |
| 2.4.1 三种典型缸体的性能要求共性和个性特征研究 |
| 2.4.2 三种典型缸体的微观组织共性和个性特征研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于三种典型缸体共性特征的铸造工艺设计 |
| 3.1 三种V型系列发动机缸体铸造工艺及共线生产技术难点 |
| 3.1.1 铸造技术难点 |
| 3.1.2 共线生产技术难点 |
| 3.1.3 设计思路 |
| 3.2 分型面设置和砂芯划分 |
| 3.2.1 分型面的确定 |
| 3.2.2 型芯划分方法 |
| 3.3 V型发动机缸体的浇注系统设计 |
| 3.3.1 浇注系统类型的确定 |
| 3.3.2 浇注时间与浇注速度 |
| 3.3.3 浇注系统各组元参数设计 |
| 3.3.4 浇注系统三维建模 |
| 3.4 V型发动机缸体的补缩系统设计 |
| 3.4.1 冒口设置及尺寸设计 |
| 3.4.2 冷铁设置及尺寸设计 |
| 3.4.3 排气系统设计 |
| 3.5 三种典型缸体的铸造工艺模拟与研究 |
| 3.5.1 三种典型缸体的模拟参数设置 |
| 3.5.2 充型过程研究 |
| 3.5.3 凝固过程研究 |
| 3.5.4 缩孔缩松缺陷研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 三种V型典型发动机缸体实际生产与质量检测 |
| 4.1 三种典型缸体的造型制芯过程生产控制 |
| 4.1.1 型砂选用与制备 |
| 4.1.2 造型制芯过程 |
| 4.1.3 组芯合箱过程 |
| 4.2 三种典型缸体的熔炼过程生产控制 |
| 4.2.1 原材料使用 |
| 4.2.2 温度控制 |
| 4.2.3 成分控制 |
| 4.2.4 孕育处理 |
| 4.2.5 球化处理 |
| 4.2.6 熔炼过程控制总结 |
| 4.3 热处理方法 |
| 4.4 铸件质量检测 |
| 4.4.1 铸件表面检测 |
| 4.4.2 成分检测 |
| 4.4.3 铸件性能检测 |
| 4.4.4 铸件附铸试样金相检测 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 V型系列缸体的质量控制与共线生产 |
| 5.1 常见缺陷分析与质量控制 |
| 5.1.1 缩松缩孔缺陷分析 |
| 5.1.2 气孔缺陷分析 |
| 5.1.3 裂纹缺陷分析 |
| 5.2 V型系列柴油发动机缸体规模化共线生产 |
| 5.2.1 造型制芯、组芯合箱的共线生产 |
| 5.2.2 熔炼浇注过程和落砂处理的共线生产 |
| 5.2.3 三个系列V型柴油发动机缸体的规模化共线生产 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在读期间科研成果简介 |
| 致谢 |
（7）镁合金大型铸件熔模铸造技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 文的来源及意义 |
| 1.2 本文的研究对象及技术指标 |
| 1.3 镁合金大型铸件熔模铸造技术 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 1.5 本文的研究方法与技术路径 |
| 第二章 浇注系统的建立 |
| 2.1 电子舱铸件的结构分析 |
| 2.2 浇注系统的设计与优化 |
| 2.2.1 浇注系统的设计 |
| 2.2.2 浇注系统的模拟优化 |
| 2.3 浇注系统模拟结果分析 |
| 2.3.1 方案1 的模拟结果 |
| 2.3.2 方案2 的模拟结果分析 |
| 2.3.3 方案3 模拟结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 蜡模制备工艺对熔模变形与尺寸偏差的影响 |
| 3.1 特征件蜡模压制过程中模腔压力的测试 |
| 3.2 特征件蜡模注射成型数值模拟 |
| 3.3 蜡模收缩规律与数值模拟 |
| 3.4 注蜡工艺参数优化 |
| 3.4.1 工艺参数对型腔压力曲线影响规律 |
| 3.4.2 蜡模尺寸特征与收缩规律 |
| 3.4.3 优化方法与工艺参数 |
| 3.5 电子舱铸件熔模铸造用蜡模的压蜡模拟 |
| 3.6 采用3D打印技术制备蜡模的工艺及脱蜡工艺的研究 |
| 3.7 本章小节 |
| 第四章 大型陶瓷型壳材料体系设计与优化 |
| 4.1 型壳材料体系的遴选 |
| 4.2 陶瓷型壳制备 |
| 4.2.1 陶瓷型壳的显微组织 |
| 4.2.2 陶瓷型壳背层的物相分析 |
| 4.2.3 陶瓷型壳背层的强度 |
| 4.2.4 陶瓷型壳的透气性表征 |
| 4.2.5 陶瓷型壳背层的线性变形研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 电子舱铸件低压铸造工艺研究 |
| 5.1 铸造工艺设计 |
| 5.2 合金的熔炼 |
| 5.3 低压铸造加压规范确定 |
| 5.4 Mg-Gd-Y-Zr镁合金铸造组织与相组成 |
| 5.5 铸件性能 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）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 |
（9）某汽车铝合金减震塔高压压铸工艺研究与力学性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外压铸技术发展现状 |
| 1.2.1 国内发展现状 |
| 1.2.2 国外发展现状 |
| 1.3 计算机模拟在压铸技术方面的应用 |
| 1.4 本课题研究意义及内容 |
| 1.4.1 课题研究目的 |
| 1.4.2 课题研究内容 |
| 第2章 铝合金减震塔压铸件有限元建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 ProCAST软件介绍 |
| 2.2.1 ProCAST软件的模块设置 |
| 2.2.2 ProCAST软件的模拟流程 |
| 2.3 减震塔三维模型的建立 |
| 2.3.1 内浇口设计 |
| 2.3.2 溢流槽和排气槽设计 |
| 2.4 铝合金减震塔高压压铸分析前处理 |
| 2.4.1 网格划分处理 |
| 2.4.2 材料参数设置 |
| 2.4.3 界面参数设置 |
| 2.4.4 边界条件设置 |
| 2.4.5 运行参数设置 |
| 2.5 充型凝固过程数学模型的建立 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 铝合金减震塔压铸工艺仿真分析与优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 减震塔压铸过程充型能力的分析 |
| 3.2.1 浇注温度对充型能力的影响 |
| 3.2.2 压射速度对充型能力的影响 |
| 3.2.3 充型时间对充型能力的影响 |
| 3.3 减震塔高压压铸工艺参数优化及结果分析 |
| 3.3.1 最佳工艺参数的确定 |
| 3.3.2 正交试验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 铝合金减震塔高压压铸实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 减震塔高压压铸实验 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 压铸实验设备及方法 |
| 4.3 压铸实验结果分析 |
| 4.3.1 铸件力学性能分析 |
| 4.3.2 金相显微组织观察 |
| 4.3.3 断口形貌分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 铝合金减震塔静动态力学性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 静动态力学性能分析 |
| 5.2.1 Abaqus软件概述 |
| 5.2.2 有限元分析理论基础 |
| 5.2.3 材料模型 |
| 5.2.4 载荷与边界条件 |
| 5.2.5 单元类型与网格划分 |
| 5.2.6 计算结果与分析 |
| 5.3 模态分析 |
| 5.3.1 模态分析理论 |
| 5.3.2 Rayleigh阻尼的设定 |
| 5.3.3 载荷与边界条件 |
| 5.3.4 计算结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 研究生阶段科研成果 |
| 致谢 |
（10）斗齿液态模锻关键技术参数设计与研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文背景及意义 |
| 1.2 斗齿的材料及成形工艺的现状 |
| 1.2.1 斗齿材料应用现状 |
| 1.2.2 斗齿成形工艺现状 |
| 1.3 液态模锻技术的研究现状 |
| 1.3.1 液态模锻技术简介 |
| 1.3.2 液态模锻技术研究现状分析 |
| 1.4 研究内容及研究路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 斗齿液锻工艺方案及关键参数设计研究 |
| 2.1 斗齿的常规分类 |
| 2.2 斗齿液锻方式分类及选择 |
| 2.3 斗齿液锻工艺方案设计 |
| 2.3.1 成型位置及分型面设计 |
| 2.3.2 毛坯设计 |
| 2.4 斗齿直接液锻工艺参数设计 |
| 2.4.1 保压时间设计 |
| 2.4.2 浇注高度设计 |
| 2.5 斗齿间接液锻工艺参数设计 |
| 2.5.1 液锻速度设计 |
| 2.5.2 液锻力设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 斗齿液锻模具关键参数的设计与研究 |
| 3.1 斗齿液锻模具成型零件尺寸设计 |
| 3.1.1 斗齿液锻模具型腔壁厚设计 |
| 3.1.2 斗齿液锻模具型芯尺寸设计 |
| 3.2 斗齿液锻模具压室厚度设计 |
| 3.3 斗齿液锻模具模温调节系统设计 |
| 3.3.1 斗齿液锻模具预热系统设计 |
| 3.3.2 斗齿液锻模具冷却系统设计 |
| 3.4 总结 |
| 4 斗齿液锻专用设备的选择及研究 |
| 4.1 斗齿液锻机技术设计 |
| 4.1.1 斗齿液锻机的选型及功能要求 |
| 4.1.2 斗齿液锻机机身结构设计 |
| 4.1.3 斗齿液锻机关键技术参数设计 |
| 4.2 斗齿液锻辅助设备设计 |
| 4.2.1 斗齿液锻浇注设备设计 |
| 4.2.2 斗齿液锻取件设备设计 |
| 4.3 总结 |
| 5 D11斗齿液锻工艺及设备设计 |
| 5.1 D11斗齿液锻技术方案设计 |
| 5.1.1 液锻D11斗齿的结构分析 |
| 5.1.2 分型面及成型方案设计 |
| 5.1.3 浇注方案设计 |
| 5.1.4 补缩加压方案设计 |
| 5.1.5 毛坯设计 |
| 5.1.6 D11斗齿液锻关键工艺参数设计 |
| 5.2 D11斗齿液态模锻模具设计 |
| 5.2.1 模具总体结构设计 |
| 5.2.2 模具关键零部件设计 |
| 5.3 D11斗齿液锻机设计 |
| 5.3.1 D11斗齿液锻机功能及结构设计 |
| 5.3.2 D11斗齿液锻机关键参数设计 |
| 5.4 总结 |
| 6 斗齿液锻模拟验证及研究 |
| 6.1 D11斗齿液锻方案模拟验证 |
| 6.1.1 模拟软件介绍 |
| 6.1.2 模拟参数设置 |
| 6.1.3 模拟结果及分析 |
| 6.2 斗齿液锻工艺参数模拟验证 |
| 6.2.1 模拟参数设置 |
| 6.2.2 模拟结果及分析 |
| 6.3 斗齿液锻模具参数模拟验证 |
| 6.3.1 斗齿液锻模具型腔的模拟及分析 |
| 6.3.2 斗齿液锻模具型芯的模拟及分析 |
| 6.4 总结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、铸件计算机凝固模拟的现状、发展与前景（论文参考文献）
- [1]高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究[D]. 郑瀚森. 北京有色金属研究总院, 2021(01)
- [2]Co-Al-W基高温合金凝固特性与单晶叶片制备工艺基础研究[D]. 周晓舟. 北京科技大学, 2021(08)
- [3]基于SPH法的挤压铸造充型凝固过程数值模拟研究[D]. 宋婷婷. 太原理工大学, 2021
- [4]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)
- [5]基于增材制造技术的离心泵体数字化制造工艺研究[D]. 郎晨智. 大连理工大学, 2021(01)
- [6]V型系列柴油发动机缸体整铸工艺及共线生产技术研究[D]. 邱代. 四川大学, 2021(02)
- [7]镁合金大型铸件熔模铸造技术研究[D]. 赵雪岩. 上海交通大学, 2020(01)
- [8]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
- [9]某汽车铝合金减震塔高压压铸工艺研究与力学性能分析[D]. 李士中. 吉林大学, 2020(08)
- [10]斗齿液态模锻关键技术参数设计与研究[D]. 王博文. 北京交通大学, 2020(03)