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基于仿真的A356铝合金金属型低压铸造工艺的研究

作　者: 易杰
导　师: 李落星
学　校: 湖南大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 低压铸造数值模拟铝合金 ProCAST 铸造工艺
分类号: TG249.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

低压铸造作为一种近净成形技术,被广泛应用在航空、航天、交通等领域,其产品在汽车部件的应用,对于汽车的轻量化有着重要的意义。低压铸造工艺对于铸件的最终性能有着重要影响,研究者越来越关注于低压铸造工艺对充型和凝固过程的影响。随着计算机技术的发展和广泛应用,利用数值模拟技术对传统铸造工艺进行改进和优化已成为当前铸造技术的发展趋势。本文以A356铝合金薄壁铸件为研究对象,基于ProCAST铸造模拟软件,采用多种浇铸工艺方案对小规格铝合金薄壁件金属型低压铸造过程进行模拟,分析了充型速度、加压速度、浇注温度与铸型温度对铝合金薄壁件充型过程的影响,通过模拟结果对比,得到可行的浇铸工艺并制备出完整的小规格铝合金薄壁件。通过对大规格铝合金薄壁件金属型低压铸造过程的模拟,分析了浇注压力、温度等参数对铸件充型和凝固过程的影响。研究结果表明,数值模拟可以准确地反映铝合金铸件的充型凝固过程,并预测出铸造过程中可能出现的缺陷及其所在位置,实现了铝合金薄壁件金属型低压铸造工艺的优化,改善了铸件质量;为大规格铝合金薄壁件金属型低压铸造的生产提供了参考。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
插图索引  9-11
插表索引  11-12
第1章绪论  12-26
  1.1 研究背景  12
  1.2 铝合金  12-16
    1.2.1 铝合金的特点  12-13
    1.2.2 铝合金在汽车上的应用  13-14
    1.2.3 铸造铝合金的研究现状  14-15
    1.2.4 A356 合金中的元素及其作用  15-16
  1.3 低压铸造  16-24
    1.3.1 低压铸造的概念及工作原理  16-17
    1.3.2 低压铸造的工艺特点  17-18
    1.3.3 与其他铸造方法比较优势  18-20
    1.3.4 低压铸造工艺参数的选择  20-23
    1.3.5 低压铸造的发展概况  23-24
  1.4 低压铸造数值模拟  24
  1.5 本课题研究的主要内容  24-26
第2章铸造充型凝固数值模拟技术  26-39
  2.1 引言  26
  2.2 充型凝固过程数值模拟技术综述  26-30
    2.2.1 国外充型凝固数值模拟的发展状况  26-27
    2.2.2 国内充型凝固数值模拟的发展现状  27-30
  2.3 充型凝固数值模拟的主要内容及方法  30-34
    2.3.1 充型凝固数值模拟处理过程  30
    2.3.2 热场模拟  30-31
    2.3.3 流场模拟  31-33
    2.3.4 应力场模拟  33
    2.3.5 微观组织模拟  33-34
  2.4 ProCAST 铸造仿真软件简介  34-39
    2.4.1 发展历程  34-35
    2.4.2 ProCAST 软件主要模块的功能  35-36
    2.4.3 ProCAST 模拟分析能力  36-37
    2.4.4 ProCAST 软件的主要特点  37-38
    2.4.5 ProCAST 的应用领域  38-39
第3章小规格薄壁结构件低压铸造仿真与实验研究  39-45
  3.1 小规格A356 铝合金结构件低压铸造计算机模拟  39-42
    3.1.1 几何模型的建立  39-40
    3.1.2 仿真参数设置  40-41
    3.1.3 ProCAST 仿真结果  41-42
  3.2 A356 铝合金低压铸造实验  42-43
    3.2.1 实验过程  42-43
    3.2.2 实验结果分析  43
  3.3 本章小结  43-45
第4章大规格薄壁结构件低压铸造仿真及工艺探索  45-62
  4.1 大规格A356 铝合金结构件低压铸造数学模型的建立  45-47
    4.1.1 几何模型的建立  45-46
    4.1.2 仿真参数设置  46-47
  4.2 加压压力曲线对铸件充型凝固过程的影响  47-53
    4.2.1 压力的确定  47-48
    4.2.2 低压铸造工艺仿真参数  48-49
    4.2.3 ProCAST 仿真结果  49-52
    4.2.4 模拟结果与分析  52-53
  4.3 模具温度对铸件充型凝固过程的影响  53-56
    4.3.1 低压铸造工艺仿真参数  53
    4.3.2 ProCAST 仿真结果  53-55
    4.3.3 模拟结果与分析  55-56
  4.4 浇注温度对铸件充型凝固过程的影响  56-60
    4.4.1 低压铸造工艺仿真参数  57
    4.4.2 ProCAST 仿真结果  57-59
    4.4.3 模拟结果与分析  59-60
  4.5 本章小结  60-62
结论  62-63
参考文献  63-66
致谢  66

基于仿真的A356铝合金金属型低压铸造工艺的研究

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