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

1、壓鑄過(guò)程模具流場(chǎng)、溫度場(chǎng)及熱應(yīng)力場(chǎng)有限元法正在大力推進(jìn)壓鑄業(yè)的發(fā)展，對(duì)于優(yōu)化壓鑄工藝設(shè)計(jì)，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(guò)程中數(shù)值模擬發(fā)展情況，并對(duì)今后的發(fā)展趨勢(shì)加以展望，對(duì)模擬軟件進(jìn)行了介紹，建立了鋁合金汽車(chē)輪轂壓鑄模具瞬態(tài)溫度場(chǎng)、熱應(yīng)力彈塑性三維有限元模型；確定了溫度場(chǎng)中的初始條件、邊界條件、潛熱處理等數(shù)學(xué)模型；對(duì)熱應(yīng)力中的流變學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)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(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)。 運(yùn)用商用軟件PROCAST，對(duì)本文研究的鋁合金汽車(chē)輪轂壓鑄模具的溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，并通過(guò)溫度場(chǎng)的結(jié)果分析得出了鋁合金汽車(chē)輪轂壓鑄模具在輪輻連接部位溫差達(dá)到45℃、溫度梯度也達(dá)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(jìn)一步模擬了鋁合金汽車(chē)輪轂壓鑄模具在壓鑄過(guò)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(jìn)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(diǎn)距型腔表面0.08mm，B點(diǎn)距型腔表面3.08mm)兩點(diǎn)間的區(qū)域做了研究分析；繪制出了A、B點(diǎn)區(qū)域的熱應(yīng)力變化曲線及A點(diǎn)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(cè)了鋁合金汽車(chē)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(diǎn)在X方向的最大應(yīng)變分別為：0.022mm、0.023mm、0.0242mm，并且預(yù)測(cè)了在三種不同的澆注溫度下模具的壽命分