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汽车铝合金零件的低压铸造数值模拟研究
| 论文题名： | 汽车铝合金零件的低压铸造数值模拟研究 |
| 关键词： | 低压铸造;数值模拟;汽车零件;铝合金材料;工艺优化 |
| 摘要： | 低压铸造技术是一种精密的铸造工艺，其优点是铸件尺寸精度高、充型平稳及后续加工量少等许多优点。基于上述等优点，低压铸造技术被广泛应用于汽车工业中。然而，低压铸造件在实际生产过程中，其产品易出现缩孔、缩松，甚至冷隔、欠铸，这是因为低压铸造需要对铸件的成形因数（如模具预热温度、浇注温度、充型压力等）进行精确控制，才能够生产出高质量的产品。随着计算机技术的发展和广泛应用，计算机数值模拟技术可以在铸件实际生产之前确定其最佳成形工艺，降低生产成本。 本文利用铸造数值模拟软件ProCAST对制动器分隔盘和变速箱下壳低压铸造的充型及凝固过程进行数值模拟研究，结合低压铸造充型及凝固过程数值模拟的基本理论，分析低压铸造件充型及凝固过程的数值模拟结果，预测铸件中出现的气孔、缩孔等缺陷，进而优化浇注系统和铸造工艺参数，建立合理的工艺方案，满足企业实际生产的需求。 本论文主要做了如下几个方面的研究： 1.运用Solidworks软件对制动器分隔盘和变速箱下壳进行了三维实体建模，引用第三方Geomesh Environment软件对三维模型进行了修复，使用MeshCAST模块对三维模型建立了有限元模型。 2.利用铸造CAE软件ProCAST对制动器分隔盘的多种铸造工艺参数进行了模拟计算，把获得的最佳工艺参数进行试浇铸。结果表明：试浇铸件与模拟结果基本吻合，证明了低压铸造数值模拟的可靠性，为探索变速箱下壳的最佳低压铸造工艺奠定了基础。 3.根据汽车变速箱下壳的特点，进行了内浇口位置选择的分析，设计了四个内浇口和六个内浇口两种浇注系统。模拟研究表明：四个内浇口的浇注系统更有利于铸件的凝固补缩，六个内浇口的浇注系统更有利于铸件的平稳充型。这两种浇注系统的优劣以变速箱下壳铸件缺陷量来评判的话，采用四个内浇口的浇注系统来引入金属液更为合理。 4.在采用四个内浇口浇注系统的基础上，进行了多组工艺参数的低压铸造数值模拟，分析了充型凝固过程中的流场、温度场、缺陷预测等结果，发现当铸型预热温度升高至360℃，浇注温度为710℃，加压速度为0.0016Mpa/s时，变速箱下壳铸件质量最好。 |
| 作者： | 黄玉祥 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 谢世坤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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