基于數(shù)值模擬的鎂合金缸體壓鑄工藝優(yōu)化.pdf

1、能源短缺問題的凸現(xiàn)，引起了社會(huì)各行各業(yè)對(duì)節(jié)能減排的關(guān)注。在汽車制造業(yè)領(lǐng)域，處理節(jié)能減排問題非常有效的方法是對(duì)汽車進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。鎂合金在降低產(chǎn)品重量，節(jié)約能源以及增強(qiáng)產(chǎn)品可靠性等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，在汽車工業(yè)中得到了很大的應(yīng)用和發(fā)展。使用鎂合金制造發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，不僅能通過降低汽車重量以減少對(duì)石油的消耗，而且還能使汽車具有更好的加速和減速性能。
　　論文以鎂合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體(由鎂合金曲軸箱嵌套鋁合金汽缸筒組成)為研究對(duì)象，利用數(shù)值模擬技

2、術(shù)，對(duì)其壓鑄充型與凝固過程進(jìn)行仿真模擬。分析了缸體壓鑄過程中的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)等的變化規(guī)律，預(yù)測(cè)了鑄造缺陷的產(chǎn)生，確定了最優(yōu)化的壓鑄工藝方案，從而達(dá)到提高缸體鑄件質(zhì)量，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的目的。
　　論文研究了缸體壓鑄件從幾何模型到有限元模型的數(shù)據(jù)傳輸問題。根據(jù)缸體結(jié)構(gòu)特征、壓鑄工藝及技術(shù)參數(shù)，設(shè)計(jì)了兩種不同類型的澆注系統(tǒng)。經(jīng)過分析模擬結(jié)果，選擇了比較合理的澆注系統(tǒng)。接著，對(duì)澆注系統(tǒng)的尺寸做了改進(jìn)。另外，分析了三種內(nèi)澆口截面積不同的澆注

3、工藝方案，選擇了最佳的內(nèi)澆口截面積。
　　通過設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)方案，研究了模具預(yù)熱溫度、金屬液澆注溫度和壓射速度對(duì)壓鑄件質(zhì)量的影響。使用極差分析和方差分析的方法對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析，得出這三個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響順序，找到最優(yōu)的壓鑄工藝方案。分析了鋁合金汽缸筒不同的預(yù)熱溫度對(duì)鑄件質(zhì)量的影響，得出了最佳的缸筒預(yù)熱溫度。
　　通過使用鑄造模擬技術(shù)，確定了合理優(yōu)化的鎂合金缸體壓鑄工藝：采用只有一個(gè)內(nèi)澆口的澆注系統(tǒng)，厚度為20mm的平直形