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《山东理工大学》 2017年
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基于Anycasting的滑块铸造模拟仿真及工艺优化

尹起  
【摘要】:随着经济发展,我国正在由铸造大国转变为铸造强国,但是由此带来了能源消耗和环境污染等问题。随着铸造过程计算机数值仿真技术在实际生产中的应用,我国的铸造生产正朝向数字化、精确化、低能耗、高效率的方向发展。围绕这一方向,大量的科研成果正在以极高的效率投入到实际生产中,实现铸件在铸造过程的数字化、可视化,即可减少生产周期、保证铸造质量、降低生产成本,又可减少能源消耗、保护环境,最终实现经济效益与社会效益双赢。本文结合滑块铸件的结构特点、使用环境及实际生产条件,设计滑块铸件的铸造工艺,并采用铸造模拟软件Anycasting对铸件的铸造过程的温度场及流场进行数值模拟,并以此为理论依据优化铸造工艺,消除铸件缺陷。首先,利用三维建模软件对铸件进行实体建模,分析铸件的结构特点及使用过程中受力方式,确定铸件的材质及熔炼配料。然后,根据工艺设计原则,设计了分直浇道的阶梯式浇注系统,并在铸件导轨处设计冷铁,以确保此处的组织致密。最后,运用铸造模拟软件Anycasting对滑块铸件铸造过程进行数值模拟,探究铸件充型和凝固过程的温度场和流场分布规律,预测了铸造缺陷的发生位置及分布情况,并以此作为优化铸造工艺、消除铸造缺陷的理论依据。此外,通过正交试验法优化铸造工艺参数,提升铸件内部质量。试验结果表明,通过优化铸造工艺和工艺参数后,铸件在1320℃的浇注温度、40mm/s的入口浇注速度下,铸件充型过程快速、平稳、完整,基本符合“顺序充型”原则;凝固顺序合理有序,基本符合球墨铸铁“同时凝固”原则。同时,铸件内的缩(孔)松缺陷得到有效消除;导轨处的凝固时间合理,组织致密,满足实际生产对铸件质量的要求。
【学位授予单位】:山东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG24

【参考文献】
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