鑄造缺陷的三維重構(gòu)及其對鑄件服役性能的影響.pdf

1、鑄造是一種包含了大量復雜物理化學過程的金屬成型方法。在鑄造過程中伴隨著各種鑄造缺陷,如縮孔、縮松、裂紋、變形等。在凝固過程中,縮孔縮松缺陷對于鑄件質(zhì)量的影響是非常大的。由于鑄件結(jié)構(gòu)、金屬熔煉、工藝設計等方面的原因,鑄件在凝固時都會出現(xiàn)或多或少的縮孔縮松缺陷?？s孔縮松缺陷的存在不僅破壞材料的局部連續(xù)性,也大幅度地降低了材料的力學性能和機械性能,使得材料過早斷裂和失效。并且由于縮孔縮松缺陷的存在會使鑄件質(zhì)量低劣,嚴重地影響了鑄件的服役性能。

2、
　　 在鑄造生產(chǎn)過程中,絕大多數(shù)的研究都集中在通過改進工藝方案或優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來把缺陷率降到最低,而在結(jié)構(gòu)分析領域中很少考慮鑄件缺陷的存在,導致鑄件的服役性能與實際含有缺陷鑄件的分析結(jié)果有較大的差別。然而正是由于這些局部缺陷的存在使得鑄件過早的失效與破壞。
　　 為了完整和準確地分析含有縮孔縮松類缺陷鑄件的受力情況和疲勞性能,將鑄造模擬、結(jié)構(gòu)分析和疲勞分析三者有機地結(jié)合起來,充分考慮缺陷特征對鑄件機械性能及服役性能的影響

3、。該研究方法的分析結(jié)果與實際鑄件的分析結(jié)果更為真實、更加吻合。
　　 本文采用數(shù)值三維重構(gòu)的方法獲取了鑄件試樣中孔洞缺陷的特征,并將缺陷信息映射到有限元網(wǎng)格模型上,在此基礎上進行了含孔洞缺陷的非均質(zhì)有限元模型的受力及疲勞分析,獲得了缺陷特征對鑄件服役性能及疲勞性能的影響規(guī)律。通過對無缺陷鑄件試樣和有缺陷鑄件試樣的力學性能分析發(fā)現(xiàn),有缺陷鑄件的應力分布比無缺陷鑄件的應力分布大,并且兩者的應力集中部位也不相同,隨著孔洞缺陷的不斷增加