PROCAST在澳車轉(zhuǎn)向架上的應用.pdf

1、齊車公司采用呋喃樹脂自硬砂有箱造型工藝在造型線上生產(chǎn)轉(zhuǎn)向架主要部件，從以往運營反饋和出廠前檢驗情況看，轉(zhuǎn)向架存在的核心質(zhì)量問題是部分產(chǎn)品關(guān)鍵部位存在縮孔、裂紋等缺陷。針對上述問題，決定在轉(zhuǎn)向架工藝設(shè)計過程中采用數(shù)值模擬技術(shù)。該文以澳車轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵零件——側(cè)架為對象，采用二次開發(fā)后的ProCAST軟件進行工藝模擬和分析，由此確定最佳鑄造工藝。 該文在簡要闡述鑄造數(shù)值模擬技術(shù)基本原理基礎(chǔ)上，介紹了ProCAST軟件所采用的有限元方法建

2、立的溫度場、流場以及應力場的數(shù)學、物理模型和進行有限元離散求解，以及鑄造缺陷的判定。 為解決ProCAST與三維設(shè)計軟件Pro/E接口問題，在探索中創(chuàng)造性地提出了“Shell模型”。該方式不但可以簡化鑄型設(shè)計，而且建立有限元模型時，無須處理鑄件/鑄型交界面，并且可以自動確認鑄造系統(tǒng)中的多種材質(zhì)，有效地解決了困擾業(yè)界多年的復雜鑄件幾何模型到有限元分析模型的數(shù)據(jù)傳遞問題。 熱物性參數(shù)對數(shù)值模擬起到至關(guān)重要的作用，該文通過實測

3、和委托試驗建立了符合齊車公司轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)應用的鑄造材料熱物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫，以及鑄件/鑄型換熱系數(shù)數(shù)據(jù)庫。在解決搖枕、側(cè)架等零件凝固收縮后鑄件/鑄型氣隙熱阻問題，再次創(chuàng)造性提出將鑄件與鑄型之間界面分解為緊密接觸區(qū)和氣隙區(qū)的熱阻模型。 為實現(xiàn)鑄造工藝數(shù)值模擬系統(tǒng)在并行工程環(huán)境下的應用，重新設(shè)計了齊車公司并行工程環(huán)境下鑄造工藝設(shè)計功能模型，將鑄造工藝數(shù)值模擬納入并行工程控制當中，解決了鑄造CAD/CAE系統(tǒng)集成問題，使其在產(chǎn)品開發(fā)過程具有

4、了法律化地位。同時在生產(chǎn)制造過程中更加全面考慮產(chǎn)品生命周期各個時期的影響因素，促進公司并行工程進一步完善。 在二次開發(fā)基礎(chǔ)上，研究了在樹脂砂工藝條件生產(chǎn)轉(zhuǎn)向架上應用數(shù)值模擬技術(shù)，并按照ProCAST在鑄件產(chǎn)品工藝上應用技術(shù)路線要求，使用ProCAST基本模塊、流動分析模塊和應力分析模塊對澳車側(cè)架充型和凝固過程中的流場、溫度場和應力場進行詳細分析，對縮孔、縮松、熱裂等缺陷進行預測，為轉(zhuǎn)向架的生產(chǎn)提供了科學依據(jù)。 通過數(shù)值模