两种槽帮铸件变形规律的模拟研究

发布时间：2017-06-24 08:09

  本文关键词：两种槽帮铸件变形规律的模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：变形是槽帮类铸件生产时经常出现的缺陷,严重的变形可能会导致废品的产生,而很多结构复杂的槽帮类铸件无法通过设定反变形量来解决这一问题,因此本文着重研究如何通过改进铸造工艺来减少槽帮类铸件的变形问题。本文对沈阳某公司生产的铲板槽帮和挡板槽帮两种铸件进行了铸造工艺设计,并采用ProCAST软件进行了流场、温度场和应力场的耦合模拟。结果显示挡板槽帮铸件的第一次工艺设计成功,而铲板槽帮的第一次工艺中出现了9.83mm的变形量和少量缩孔缺陷,未达到质量要求。通过研究分析,铲板槽帮铸件产生变形的根本原因是其各部位的冷却速度差别大、有效应力分布不均匀且大于屈服应力。研究发现影响铲板槽帮铸件变形的主要因素包括内浇道位置和个数、浇注温度和底部冷铁的放置。采用DOE优化方法对各因素及其可变量进行了正交试验设计,通过模拟结果及因素分析,确立最终的改进铸造工艺方案为:采用2个内浇道分布在两端冒口的底部、浇注温度为1560℃、去掉铸件底部的冷铁、增加冒口的高度。最终工艺的模拟结果显示铸件侧板底部的最大变形量仅为2.64mm,缩孔缺陷全部集中在冒口中。铲板槽帮铸件改进工艺的浇注结果与模拟结果基本一致,达到了生产技术要求。分别对铲板槽帮和挡板槽帮的最终工艺方案进行了浇注实验,通过探伤分析和尺寸测量表明,铸件内部基本没有缩孔缺陷,变形量在可接受范围内,达到了生产质量要求。
【关键词】：铲板槽帮 挡板槽帮 铸造工艺 变形 数值模拟
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG24
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 刮板输送机简介及铲板、挡板槽帮应用10-11
• 1.3 铸造应力与变形控制11-13
• 1.3.1 铸造应力11-12
• 1.3.2 变形机理12
• 1.3.3 变形控制12-13
• 1.4 铸造热应力场数理模型及模拟研究现状13-18
• 1.4.1 铸造热应力场模型13-16
• 1.4.2 热应力场数值模拟方法16
• 1.4.3 热应力场模拟研究现状16-18
• 1.5 铸造模拟软件ProCAST18-19
• 1.6 主要研究内容19-20
• 第2章 铲板槽帮原铸造工艺及缺陷20-27
• 2.1 铲板槽帮原铸造工艺设计20-24
• 2.1.1 铲板槽帮结构特点20
• 2.1.2 铲板槽帮原工艺设计20-23
• 2.1.3 原铸造工艺三维图23-24
• 2.2 原铸造工艺浇注及铸件缺陷24-25
• 2.3 初步解决对策及结果25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 铲板槽帮原铸造工艺铸件变形原因的模拟27-39
• 3.1 网格剖分和前处理27-32
• 3.1.1 几何模型导入及装配27
• 3.1.2 网格划分27-29
• 3.1.3 前处理设置29-32
• 3.2 模拟结果分析32-38
• 3.2.1 流场结果分析32-34
• 3.2.2 温度场及缩孔结果分析34-35
• 3.2.3 变形结果分析35-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 铲板槽帮铸造工艺DOE的优化39-50
• 4.1 试验方案的确定39-41
• 4.1.1 试验指标39
• 4.1.2 确定试验因子39-41
• 4.1.3 正交试验表格41
• 4.1.4 正交试验方案的计算41
• 4.2 正交试验模拟结果分析41-43
• 4.3 最优铸造工艺确定及模拟43-48
• 4.3.1 最终铸造工艺方案的确定43
• 4.3.2 最终工艺方案的模拟43-48
• 4.4 本章小结48-50
• 第5章 挡板槽帮铸造工艺设计及模拟50-58
• 5.1 挡板槽帮铸造工艺设计50-52
• 5.2 挡板槽帮铸造工艺模拟52-57
• 5.2.1 网格划分和前处理52-53
• 5.2.2 模拟结果及分析53-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第6章 结论58-59
• 参考文献59-62
• 在学研究成果62-63
• 致谢63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：477523