鋁合金汽車輪轂壓鑄模具溫度場及熱應(yīng)力數(shù)值分析研究.pdf

1、壓鑄過程模具流場、溫度場及熱應(yīng)力場有限元法正在大力推進壓鑄業(yè)的發(fā)展，對于優(yōu)化壓鑄工藝設(shè)計，提高鑄件的質(zhì)量，防止模具表面裂紋、變形，降低殘余應(yīng)力等缺陷都有很重要的作用。 本文首先總結(jié)了壓鑄過程中數(shù)值模擬發(fā)展情況，并對今后的發(fā)展趨勢加以展望，對模擬軟件進行了介紹，建立了鋁合金汽車輪轂壓鑄模具瞬態(tài)溫度場、熱應(yīng)力彈塑性三維有限元模型；確定了溫度場中的初始條件、邊界條件、潛熱處理等數(shù)學(xué)模型；對熱應(yīng)力中的流變學(xué)模型進行了詳細的介紹。在此基礎(chǔ)

2、上，模擬和分析了典型壓鑄模的溫度場和熱應(yīng)力場。 運用商用軟件PROCAST，對本文研究的鋁合金汽車輪轂壓鑄模具的溫度場進行了數(shù)值模擬，并通過溫度場的結(jié)果分析得出了鋁合金汽車輪轂壓鑄模具在輪輻連接部位溫差達到45℃、溫度梯度也達到13.5℃/mm，分析出在此部位容易產(chǎn)生熱疲勞現(xiàn)象。本文又進一步模擬了鋁合金汽車輪轂壓鑄模具在壓鑄過程中的熱應(yīng)力變化情況，論證了溫度梯度大的地方熱應(yīng)力也大。在熱應(yīng)力較大的地方選擇了典型的C截面進行了模擬結(jié)

3、果的分析，并在此截面上選擇了表層的A、B(A點距型腔表面0.08mm，B點距型腔表面3.08mm)兩點間的區(qū)域做了研究分析；繪制出了A、B點區(qū)域的熱應(yīng)力變化曲線及A點在x方向的應(yīng)變幅變化曲線；建立了壓鑄模具壽命估算模型。根據(jù)此模型預(yù)測了鋁合金汽車輪轂壓鑄模具在澆注溫度分別為650℃，670℃，690℃的情況下C截面A點在X方向的最大應(yīng)變分別為：0.022mm、0.023mm、0.0242mm，并且預(yù)測了在三種不同的澆注溫度下模具的壽命分