船用霍尔锚锚爪的铸造工艺及影响参数研究

发布时间：2021-02-05 07:51

　　锚是确保船舶安全的一种不可缺少的设备。船用霍尔锚锚爪规格众多,结构复杂,现有铸造工艺下的锚爪铸件存在裹气、缩孔缩松等缺陷,且铸造残余应力过大,铸件不合格率有50%,实际生产中需要花费较大的人力物力进行产品的工艺改进。因此本文结合铸造数值分析技术对霍尔锚锚爪的铸造缺陷进行研究,分析其铸造缺陷产生的原因,对其提出合理化建议,从而改进铸造工艺,并探寻工艺参数对铸件质量的影响规律,找出去除铸件残余应力的有效方法,为霍尔锚锚爪的实际生产提供指导意见。本文主要研究内容如下:（1）分析研究霍尔锚结构及工况,建立霍尔锚锚爪的三维模型,运用MAGMA软件对霍尔锚锚爪现有的铸造工艺进行数值分析。通过分析霍尔锚锚爪的浇注充型和凝固冷却阶段的流场和温度场等,预测出霍尔锚锚爪在此铸造工艺下出现铸造缺陷的可能性较大,且金属液在型腔内流动不通畅,出现飞溅、漩涡、裹气等现象,凝固后出现较大区域的缩孔和缩松,同时残余应力较大等。（2）根据铸造工艺理论基础,结合霍尔锚锚爪现有铸造工艺,重新设计铸造工艺和浇注系统,通过对改进后的浇注系统进行数值分析,得到充型和凝固期间的流场和温度场等,与现有工艺进行对比,铸件缩孔缩松、热节... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 铸造数值分析技术发展状况及残余应力研究状况
        1.2.1 国内外铸造数值技术研究现状
        1.2.2 国内外残余应力研究现状
        1.2.3 数值模拟软件简述
    1.3 课题研究主要内容及章节安排
        1.3.1 课题研究主要内容
        1.3.2 课题章节安排
    1.4 本章小结
第2章 铸造工艺及铸造理论基础
    2.1 铸造工艺简述
    2.2 铸造过程理论基础
        2.2.1 充型过程数值理论
        2.2.2 凝固过程数值理论
        2.2.3 铸造主要缺陷的预测
    2.3 铸造残余应力理论基础
        2.3.1 铸造残余应力及其分类
        2.3.2 铸造残余应力计算理论基础
        2.3.3 铸造残余应力的影响及消除方法
    2.4 本章小结
第3章 霍尔锚锚爪现有铸造工艺研究
    3.1 结构和工况分析
    3.2 现有铸造工艺分析
        3.2.1 浇注系统
        3.2.2 加工余量
    3.3 材料与方法
        3.3.1 铸造数值分析方法
        3.3.2 设置参数
    3.4 结果分析与讨论
        3.4.1 锚爪充型分析
        3.4.2 锚爪凝固分析
        3.4.3 锚爪铸造缺陷和残余应力分析
    3.5 本章小结
第4章 铸造工艺改进研究与分析
    4.1 铸造工艺改进设计
        4.1.1 浇注系统设计
        4.1.2 冒口设计
        4.1.3 冷铁设计
    4.2 霍尔锚锚爪的铸造工艺改进研究
        4.2.1 铸造工艺改进设计
        4.2.2 材料与方法
    4.3 改进后的结果分析与讨论
        4.3.1 锚爪的充型过程
        4.3.2 锚爪的凝固过程
        4.3.3 锚爪的铸造缺陷和残余应力
    4.4 本章小节
第5章 铸造工艺参数影响规律研究
    5.1 正交试验法研究与分析
        5.1.1 正交试验法
        5.1.2 正交试验设计
        5.1.3 正交试验结果分析与讨论
    5.2 表面响应法研究与分析
        5.2.1 表面响应法
        5.2.2 表面响应法设计
        5.2.3 表面响应结果分析与讨论
    5.3 最佳参数下的结果分析与讨论
        5.3.1 锚爪充型过分析
        5.3.2 锚爪凝固分析
        5.3.3 锚爪铸造缺陷和残余应力分析
    5.4 霍尔锚锚爪铸造残余应力的去除研究
        5.4.1 铸造残余应力及热处理研究
        5.4.2 热处理结果分析与讨论
    5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]铸造模拟技术在缸体铸造工艺设计中的应用[J]. 杨绍同,陈云龙,罗斌,潘亮星.  现代铸铁. 2018(01)
[2]霍尔锚的强度和疲劳特性研究[J]. 张建,李金泰,唐文献,孙泽.  江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[3]基于Anycasting软件的砂型铸造模拟分析[J]. 侯文伟,郑宝堂.  金属加工(热加工). 2017(05)
[4]铁路重载货车车钩钩尾牵引部位缩松缩孔缺陷解决方案[J]. 郑宝堂,于普明.  铸造技术. 2017(02)
[5]船用柴油机缸盖铸态和热处理态的残余应力研究[J]. 田永维,宋桂娃,杨军.  中国铸造装备与技术. 2016(06)
[6]大型船用锚爪的铸造工艺研究[J]. 张建,张莉,吴文乐,唐文献,孙泽.  热加工工艺. 2016(19)
[7]新型Fe-W合金应力框铸造应力模拟及变形分析[J]. 邹树梁,周雄锋,唐德文,谢宇鹏,徐守龙.  铸造技术. 2016(07)
[8]铸造充型过程数值模拟技术的发展及现状评述[J]. 刘东戎,杨智鹏,王丽萍,郭二军.  哈尔滨理工大学学报. 2016(03)
[9]一种铸造成形过程影响因素模拟与优化分析方法[J]. 唐忠,李文强,李彦.  计算机集成制造系统. 2016(07)
[10]船用螺旋桨叶片铸造工艺模拟与优化[J]. 马超,陈楠,朱永梅,李钦奉.  铸造技术. 2016(05)

硕士论文
[1]基于数值模拟的发动机缸盖快速砂型铸造工艺研究[D]. 白朝中.西南科技大学 2015
[2]PROCAST在澳车转向架上的应用[D]. 于百库.哈尔滨理工大学 2005



本文编号：3019280