一、铸造充型过程模拟新技术研究（论文文献综述）
宋婷婷[1]（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[2]（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[3]（2021）在《汽车转向节铸造成型数值模拟及工艺优化》文中认为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[4]（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。
常星阳[5]（2021）在《基于MASIP的镁合金座椅骨架工艺优化研究》文中研究表明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。
张子鹏[6]（2020）在《多维振动水模拟实验台的设计与充型机理研究》文中研究指明传统铸造中,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]
赵雪岩[7]（2020）在《镁合金大型铸件熔模铸造技术研究》文中研究表明镁合金被誉为“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。
任凤丽[8]（2020）在《基于层状铸造方法的铸锭宏观偏析实验与模拟研究》文中认为铸锭在凝固过程中会不可避免的产生各种缺陷,主要包括宏观偏析、缩孔缩松、夹杂、晶粒尺寸不均匀等。研究表明铸锭的宏观偏析会随着铸锭尺寸的增大而趋于严重,并且在后续热加工过程中难以消除。按照传统的铸锭铸造模式,金属液全部一次性浇入锭模中,由于金属液流动范围大,金属液的流动速度就会比较大,将产生剧烈的对流,凝固过程中铸锭的宏观偏析很难得到有效控制。因此,为了有效控制大型铸锭凝固过程中的宏观偏析,本文提出了一种基于逐层凝固的铸造新工艺-层状铸造工艺（Layer Casting）。首先采用传统铸造工艺和层状铸造工艺制备Al-4.5wt.%Cu小型实验铸锭,建立了Al-4.5wt.%Cu合金的四相凝固模型,在该四相模型的基础上建立了层状铸造工艺模型,通过比较实验结果和模拟结果来验证模型的可靠性。考虑到大型铸锭制备的成本、环保、效率等方面的因素,在小型实验铸锭层状铸造工艺研究基础上,开展了层状铸造55吨大型钢锭的模拟研究,研究了层状铸造工艺参数如浇注温度和浇注包数对大型铸锭宏观偏析的影响。最后,通过改善凝固条件和浇注位置提出了梯度冷却层状铸造工艺和低位浇注梯度冷却层状铸造工艺,有效的控制了大型铸锭的宏观偏析,为大型铸锭的均质化制备提供了新的思路。主要结论如下:为了研究层状铸造工艺对铸锭宏观偏析的影响,分别采用传统铸造工艺和层状铸造工艺制备了Al-4.5wt.%Cu的小型铸锭,对比了这两种工艺所制备铸锭的实验结果,结果表明:传统铸造工艺制备的铸锭中存在明显的顶部正偏析和底部负偏析,而层状铸造工艺制备的铸锭成分分布更加均匀,因此表明层状铸造工艺具有改善铸锭宏观偏析的作用。为了研究层状铸造工艺的均质化机理,首先建立了考虑收缩流动的四相凝固模型,该模型具备同时预测宏观偏析和缩孔/疏松缺陷的能力,并将该模型应用到了Al-4.5 wt.%Cu合金中,通过与实验结果对比来验证模型的可靠性。该四相收缩模型成功预测了Al-4.5 wt.%Cu铸锭凝固结束后的宏观偏析、缩孔和铸态组织,包括CET转变区域,并且模拟结果与实验结果吻合良好。在传统铸造工艺模型的基础上,进一步建立了层状铸造工艺全过程数值模型,该模型考虑了金属液的充型过程和枝晶重熔现象。层状铸造工艺模型很好的预测了铸锭的宏观偏析和缩孔,模拟结果和实验结果基本一致。研究表明层状铸造工艺是按顺序、分时段进行凝固的,一方面,通过控制每包金属液的流动范围和凝固时间,另一方面,通过控制等轴晶的沉降和等轴晶在铸锭底部的堆积,最终达到改善宏观偏析的目的。模拟研究了55吨大型钢锭的层状铸造过程,深入研究了大型铸锭层状铸造过程的浇注、凝固全过程的流场、溶质混合以及宏观偏析的形成过程。虽然层状铸造工艺具有减弱铸锭宏观偏析分布的作用,但是该工艺下发现了铸锭中心区周期性分布的负偏析区域,以及铸锭外侧不同高度处周期分布的正偏析区域。主要是由于下一包金属液在浇注过程中剧烈的冲刷作用导致金属液浇入后以及凝固过程中熔池形貌并未形成理想中的“浅U”形,仍然呈现出传统浇注过程的“深V”形状。因而需进一步探索各工艺参数对大型铸锭宏观偏析的影响,研究了浇注温度和浇注包数对铸锭宏观偏析的影响。由于普通层状铸造工艺虽然能减弱铸锭宏观偏析,但是由于熔池为深V形,铸锭的宏观偏析有待进一步改善。本文进一步提出了通过改善凝固条件和浇注位置的梯度冷却层状铸造工艺和低位浇注梯度冷却层状铸造工艺。采用梯度冷却耦合层状铸造工艺,熔池可控制成浅U形,从而在一定程度上减弱了铸锭的宏观偏析,但是由于金属液的浇注位置较高,新浇入的金属液对糊状区的冲刷作用比较大,导致铸锭凝固后中心线附近依然存在周期性分布的负偏析区域。为了降低金属液的冲刷作用提出了低位浇注梯度冷却的层状铸造工艺,该工艺对铸锭的宏观偏析改善较为明显,其偏析值基本控制在-10%和10%之间。最后,需要指出的是梯度冷却工艺在实际生产过程中应用还存在一定技术难题,本文主要说明梯度冷却工艺具有较好改善铸锭宏观偏析的作用,为大型铸锭的均质化生产提供了新的工艺思路。
周启航[9]（2020）在《铝合金接线盒压铸工艺及模具数值模拟研究》文中研究表明随着压铸技术的蓬勃发展,各行业对压铸产品需求增加,催生了一批优秀的中小型压铸企业。受规模限制的中小型企业一般采用的生产与设计相分离的运行模式使得依靠经验设计并通过试模优化的设计方式难以实现。采用数值模拟的方式对设计方案进行即时分析,可以提早发现设计中存在的缺陷并加以优化,减少设计时间及成本,提高企业生产效率。铝合金因其不易腐蚀的特点被广泛地用作电话线等室外接线盒材质。接线盒对表面质量要求高、需求量大,因此生产效率高、精度高的压铸生产方式成为其首选。压铸由于其技术特点,常用于薄壁件的生产,因此本文研究的壁厚达10mm的厚壁压铸件有研究价值。采用流量法设计铝合金接线盒压铸件浇注系统方案和排溢系统方案。利用FLOW-3D软件进行流场、速度场及卷气现象的数值模拟计算,通过分析数值模拟计算结果,根据金属液流动状态和速度分布优化浇注系统,完成双浇口浇注系统方案优化设计。利用压铸过程中流场及卷气模拟结果分析情况完成铝合金接线盒压铸件的排溢系统设计。采用正交试验分析方法设计压铸生产工艺参数模拟试验方案,四种试验因素分别为:快压速度、金属液温度、模具温度和增压比压,完成基于L1645正交表的四因素四水平正交模拟试验方案设计。分别对各方案进行数值模拟计算,以充型过程的充型时间、内浇口速度和卷气量;凝固过程中的凝固时间、内浇口凝固时间和孔洞体积等参数为模拟试验数据分析指标,使用方差法完成模拟试验结果分析,从而获得铝合金接线盒压铸件的较优压铸生产工艺参数方案为:快压速度1.2m/s、金属液温度620℃、模具温度190℃、增压比压100MPa。根据铝合金接线盒压铸件的压铸工艺方案及生产工艺参数方案,设计其压铸模具,完成成型零件、模架、抽芯机构和推出机构的设计,选择合适的压铸机并完成校核。利用所设计模具完成现场生产试制,经检验产品质量合格,从而证明本研究的设计思路和方法具有可行性。
余汉伟[10]（2020）在《齿轨铸件高频多维振动铸造成型工艺研究》文中认为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、铸造充型过程模拟新技术研究（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、铸造充型过程模拟新技术研究（论文提纲范文）
（1）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 |
（2）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 |
（3）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 |
（4）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 |
（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）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 |
（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）基于层状铸造方法的铸锭宏观偏析实验与模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据及意义 |
| 1.2 铸锭宏观偏析的研究进展 |
| 1.2.1 宏观偏析机理及影响因素 |
| 1.2.2 宏观偏析的数值模拟 |
| 1.3 铸件充型过程中数值模拟 |
| 1.4 铸锭宏观偏析控制研究 |
| 1.5 本文拟解决的关键科学问题、主要研究内容及课题来源 |
| 1.5.1 拟解决的关键科学问题 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.5.3 课题来源 |
| 参考文献 |
| 第二章 层状铸造工艺原理及研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 层状铸造工艺原理 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 模拟方法 |
| 2.3.1.1 欧拉模型理论 |
| 2.3.1.2 体积平均法 |
| 2.3.2 实验方法 |
| 2.3.2.1 实验材料及设备 |
| 2.3.2.2 成分分析 |
| 2.3.2.3 力学性能测试 |
| 2.3.2.4 微观组织 |
| 参考文献 |
| 第三章 Al-4.5 Wt.%Cu的层状铸造工艺实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.2.1 合金熔炼 |
| 3.2.2 试样制备 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 铸锭宏观组织及微观组织 |
| 3.3.2 宏观偏析 |
| 3.3.3 拉伸测试及断口分析 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 层状铸造Al-4.5 Wt.%Cu铸锭的宏观偏析模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传统铸造工艺模型 |
| 4.2.1 模型简介 |
| 4.2.1.1 模型假设 |
| 4.2.1.2 求解过程 |
| 4.2.2 几何模型 |
| 4.2.3 模拟结果及分析 |
| 4.2.3.1 凝固顺序 |
| 4.2.3.2 宏观偏析 |
| 4.2.3.3 铸态组织 |
| 4.2.3.4 缩孔对宏观偏析的影响 |
| 4.2.3.5 缩孔的形成机制 |
| 4.3 层状铸造工艺模型 |
| 4.3.1 模型简介和求解过程 |
| 4.3.1.1 模型简介 |
| 4.3.1.2 求解过程 |
| 4.3.2 模拟结果及分析 |
| 4.3.2.1 流动状态及凝固顺序 |
| 4.3.2.2 宏观偏析与宏观组织 |
| 4.3.2.3 交替分布振荡偏析的形成 |
| 4.3.2.4 层状铸造工艺均质化机理 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 层状铸造55 吨大型钢锭宏观偏析的模拟研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 几何模型 |
| 5.3 传统铸造工艺制备的55 吨大型钢锭的宏观偏析分布 |
| 5.4 55 吨钢锭的层状铸造工艺的凝固过程 |
| 5.5 层状铸造工艺与传统铸造工艺制备铸锭的宏观偏析比较 |
| 5.6 层状铸造工艺参数对宏观偏析的影响 |
| 5.6.1 浇注包数 |
| 5.6.2 浇注温度 |
| 5.7 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 层状铸造方法的创新工艺在55 吨大型钢锭中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 55 吨大型钢锭的梯度冷却层状铸造工艺模拟 |
| 6.2.1 梯度冷却层状铸造工艺原理及凝固过程 |
| 6.2.2 梯度冷却层状铸造工艺的模拟结果 |
| 6.2.3 梯度冷却层状铸造工艺机理分析 |
| 6.3 低位浇注梯度冷却层状铸造新工艺 |
| 6.3.1 低位浇注梯度冷却层状铸造原理 |
| 6.3.2 低位浇注梯度冷却层状铸造工艺浇注和凝固过程 |
| 6.3.3 低位浇注梯度冷却层状铸造宏观偏析改善效果分析 |
| 6.3.4 低位浇注梯度冷却层状铸造机理研究 |
| 6.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论 |
| 创新点 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和专利 |
| 1.学术论文 |
| 2.发明专利 |
| 致谢 |
（9）铝合金接线盒压铸工艺及模具数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 压力铸造技术发展概述 |
| 1.2 铸造数值模拟技术发展概述 |
| 1.2.1 国外发展概述 |
| 1.2.2 国内发展概述 |
| 1.3 铸造数值模拟技术在压力铸造上的应用 |
| 1.4 课题研究背景与内容 |
| 1.4.1 课题研究背景 |
| 1.4.2 课题研究内容 |
| 第二章 压力铸造成形理论 |
| 2.1 压力铸造过程 |
| 2.1.1 压力铸造成形过程 |
| 2.1.2 金属液在压室中的运动状态 |
| 2.1.3 金属液充填型腔时的形态 |
| 2.2 压铸充型过程数值模拟理论基础 |
| 2.2.1 连续性方程 |
| 2.2.2 动量守恒方程 |
| 2.2.3 能量守恒方程 |
| 2.3 压铸凝固过程数值模拟理论基础 |
| 2.3.1 热传导 |
| 2.3.2 热对流 |
| 2.3.3 辐射换热 |
| 2.4 铸造数值模拟基本算法 |
| 2.4.1 流体场数值模拟算法 |
| 2.4.2 数值离散方法 |
| 2.5 铸造模拟软件 |
| 2.5.1 常用铸造模拟软件 |
| 2.5.2 FLOW-3D常用物理模型 |
| 2.5.3 FLOW-3D网格划分 |
| 第三章 接线盒压铸工艺方案设计及优化 |
| 3.1 铝合金接线盒压铸件结构分析 |
| 3.2 压铸模具分型面确定 |
| 3.3 浇注系统设计及优化 |
| 3.3.1 浇注系统设计 |
| 3.3.2 方案1 |
| 3.3.3 方案2 |
| 3.4 排溢系统设计 |
| 本章小结 |
| 第四章 接线盒生产工艺参数方案研究 |
| 4.1 正交试验方案设计 |
| 4.1.1 试验因素选定 |
| 4.1.2 正交试验方案 |
| 4.2 模拟试验结果分析 |
| 4.2.1 充型过程 |
| 4.2.2 凝固过程 |
| 4.3 较优生产工艺参数方案 |
| 本章小结 |
| 第五章 压铸模具设计及生产验证 |
| 5.1 确定压铸机 |
| 5.2 成型零件设计 |
| 5.2.1 成型零件尺寸设计 |
| 5.3 模架设计 |
| 5.3.1 套版设计 |
| 5.3.2 导柱设计 |
| 5.3.3 动模座板和垫块设计 |
| 5.4 抽芯机构设计 |
| 5.4.1 抽芯力及抽芯距离计算 |
| 5.4.2 斜销设计 |
| 5.4.3 滑块及其锁紧和限位装置 |
| 5.5 推出机构设计 |
| 5.5.1 推杆设计 |
| 5.5.2 推板和推杆固定板 |
| 5.6 压铸机校核 |
| 5.7 生产验证 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（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、铸造充型过程模拟新技术研究（论文参考文献）
- [1]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
- [2]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)
- [3]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)
- [4]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)
- [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]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
- [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]基于层状铸造方法的铸锭宏观偏析实验与模拟研究[D]. 任凤丽. 上海交通大学, 2020
- [9]铝合金接线盒压铸工艺及模具数值模拟研究[D]. 周启航. 大连交通大学, 2020(06)
- [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