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F型机车牵引梁铸造过程数值模拟及工艺优化
| 论文题名： | F型机车牵引梁铸造过程数值模拟及工艺优化 |
| 关键词： | 机车牵引梁;铸造过程;数值模拟;工艺优化;铸件质量 |
| 摘要： | F型机车牵引梁是无中梁罐车牵枕结构的重要传力部件，主要承受列车的纵向冲击载荷，产品质量要求很高。牵引梁的铸造质量直接关系到列车的运行安全，因而要求组织致密，不允许有缩孔、缩松和裂纹等缺陷。 根据原牵引梁铸造工艺进行试制，经检测发现3处不符合产品要求。分析试制结果，原铸造工艺主要存在两个问题：一是冒口的补缩距离不足，存在孤立液相区；二是冷铁放置过少，导致各部分冷却速度不同。因此，对原工艺方案进行优化，即：增加冒口、冷铁和补衬(贴)。通过数值模拟，金属液充型平稳、完整，凝固过程合理，缩孔、缩松倾向明显减少，模拟结果表明该方案可行。 采用正交实验法对牵引梁铸造工艺参数进行优化设计，研究了浇注温度、浇注速度和铸型温度等参数对铸件质量的影响，并确定了最佳工艺参数，即：浇注温度1585℃、浇注速度200cm/s、铸型温度25℃。通过模拟实验，得出以下结论：(1)随着浇注温度的升高，铸件研究部位的缩孔、缩松倾向逐渐减少。(2)随着浇注速度的增大，铸件研究部位的缩孔、缩松倾向稍有增加。(3)随着铸型温度的升高，铸件研究部位的缩孔、缩松倾向稍有增加。 在获得最佳工艺参数后，应用ProCAST软件对牵引梁充型和凝固过程中的流场、温度场和应力场进行分析，对缩孔、缩松和热裂等缺陷进行预测，为牵引梁的生产提供更科学依据。 最后通过生产验证，检测结果表明：模拟结果与实际生产相吻合，解决了生产中的实际难题。本课题通过数值模拟，提高了工艺的准确性、缩短开发周期、降低生产成本、增强企业竞争力，对提高企业的经济效益有重要的现实意义。 |
| 作者： | 韩征权 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 赵建华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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