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《鋁合金輪轂低壓鑄造凝固過程溫度場數(shù)值模擬及模具工藝優(yōu)化》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、江蘇大學碩士學位論文摘要鋁合金輪轂與傳統(tǒng)的鋼輪轂相比，具有重量輕、散熱性好、舒適性佳、節(jié)省油耗、外表美觀等優(yōu)點，已經得到廣泛應用。低壓鑄造是生產鋁合金輪轂的主要方法之一，它是一種近無余量鑄造工藝，相比于傳統(tǒng)鑄造具有明顯的優(yōu)勢，是鑄造的發(fā)展方向之一。金屬凝固過程數(shù)值模擬是計算機在鑄造生產中應用的核心內容，涉及鑄造理論、凝固理論、傳熱學、工程力學、數(shù)值分析、計算機圖形學等多種學科，是國際上公認的用計算機拓寬和促進鑄造學科向前發(fā)展的學科前沿領域。對金屬凝固過程進行數(shù)值模擬，可以大大提高模具的設計精度和可靠性，縮短設計周期。本文針對某型號鋁合金輪轂生
2、產中常出現(xiàn)的縮孔、縮松等鑄造缺陷問題，基于傳熱學及有限元理論，利用Pro／e進行實體造型及模具設計，然后利用ANSYS對鑄造凝固過程進行數(shù)值模擬，最后通過正交實驗對模具工藝進行優(yōu)化。根據傳熱學理論，鋁合金輪轂凝固過程中系統(tǒng)的溫度和系統(tǒng)內能隨時間有明顯的變化，凝固過程的相變問題需要考慮凝固潛熱，鑄件凝固過程熱分析屬于非線性的。同時針對該過程有限元的特點，進行了非線性瞬態(tài)溫度場熱傳導有限元求解。本文采用CAD軟件Pro／e與CAE軟件ANSYS相結合的方法，即采用Pro／e建立實體模型，利用ANSYS劃分網格，建立有限元模型，并進行數(shù)值模擬。計算
3、中，為兼顧計算精度與計算效率，對模型進行了適當?shù)暮喕幚?。利用ANSYS熱分析功能，對鋁合金輪轂進行瞬態(tài)非線性溫度場分析和計算機模擬仿真，發(fā)現(xiàn)輪轂輪輞與輪輻交接部位有明顯的“孤島缺陷”，模擬結果與實際生產吻合。通過正交實驗的方法對模具工藝進行優(yōu)化，選取對鑄件成型過程影響較大的4個因素：側模、下模、上模冷卻水道中冷卻水流動速度u、y：、屹以及側模溫度Z，每個因素安排3個水平。最終得到最佳優(yōu)化方案為：側模、上模、下模冷卻水流速分別為0．5m／s、lm／s、lm／s，同時側模溫度由初始方案的300℃降至200℃。并通過模擬仿真證明該組合對于抑制孤島
4、效應、改進鑄件質量、提高生產效率、延長模具壽命具有重要意義。關鍵詞：鋁合金輪轂，低壓鑄造，數(shù)值模擬，ANSYS，溫度場，正交實驗江蘇大學碩士學位論文ABSTRACTComparedtotraditionalsteelwheels，aluminumalloywheelhubhassomemeritsaslightweight，goodheatdissipation，wellcomfort，fuelsavings，aestheticappearanceetc，SOthatithasbeenwidelyused．Lowpressurediecast
5、ingisoneofthemainmethodofproductingaluminumalloywheels，whichisanearnon·castingmarginfoundingtechnics．Comparedtotraditionalcasting，lowpressurediecastinghasobviousadvantages，anditisoneofthedevelopmentaldirectionofcasting．Thispapperisaccordingtotheexistingproblemsintheprocesso
6、faparticularmodelaluminumalloywheels’production，suchasshrinkagecavityandporosity．Thispapperisbasedonthestudyofthethemral-deliveringandfiniteelementtheory,byusingofPro／eforentitymodelinganddiedesign，thenbyusingofANSYSforthenumericalsimulationofcastingsolidificationprocess．Fi
7、nally,bythewayoftheorthogonalexperimenttooptimizetheprocessofdie．Accordingtothethemral-deliveringtheoy,thetemperatureandinternalenergyofthesystemaresignificantlyvariantduringthecastingsolidificationprocess．Consideringthelatentheatofsolidification，thethermalalnalysisaboutcas
8、tingsolidificationprocessofthealuminumcytinderheatisnon—linearandtmasient．Atthesam
