压铸模具表面激光仿生强化模型设计研究

发布时间：2017-08-23 04:42

  本文关键词：压铸模具表面激光仿生强化模型设计研究

  更多相关文章： 压铸模 热疲劳 残余应力 仿生强化 模具寿命

【摘要】：本文研究得到国家自然科学基金项目“压铸模具表面激光仿生强化的仿生耦合模型研究(No.51275468)”资助,利用激光仿生强化技术、热疲劳实验和CAE分析软件相结合,通过对压铸模具的最先失效区域强化,旨在提高模具的使用寿命。主要内容如下:首先针对压铸模具的主要失效形式从自然界生物中提取几种仿生模型,如:点状仿生模型、直线状仿生模型和矩形状仿生模型等。电磁感应热疲劳实验、铝液热疲劳实验和高温摩擦磨损实验用于选择最佳抗热疲劳性能和抗热摩擦性能的激光仿生模型,实验结果表明矩形状仿生模型的效果最佳。其次利用CAE分析软件对压铸模具的失效区域进行预测,把预测结果与该副模具实际生产中出现的疲劳区域进行对比,验证了CAE模拟分析对压铸模具疲劳失效区域预测的可行性。最后对另外一副压铸模具进行疲劳区域预测,把热疲劳实验和热摩擦磨损实验选择出的矩形状仿生模型运用于模具易失效区域,通过实际生产验证表明经激光仿生强化处理后的压铸模具比未处理压铸模具的使用寿命提高了1倍,该方法能为企业带来可观效益。
【关键词】：压铸模 热疲劳 残余应力 仿生强化 模具寿命
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG241;TG665
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-23
• 1.1 铝合金压铸模应用现状及面临问题8-10
• 1.1.1 铝合金压铸模应用现状8
• 1.1.2 铝合金压铸模具失效形式8-10
• 1.2 提高压铸模具使用寿命的常用方法10-14
• 1.2.1 模具表面涂覆技术10-11
• 1.2.2 激光表面强化技术11-12
• 1.2.3 计算机辅助模拟技术12-14
• 1.3 仿生学基本概述及应用14-16
• 1.3.1 仿生学研究概述14-15
• 1.3.2 仿生学在热锻模具钢方面应用15-16
• 1.4 热疲劳裂纹产生机理及原因16-20
• 1.4.1 热疲劳概述17
• 1.4.2 热疲劳裂纹萌生及扩展17-19
• 1.4.3 铝合金压铸模具中裂纹扩散的影响因素19-20
• 1.5 本课题研究内容及目的20-21
• 1.6 本课题研究方法21-23
• 第二章 仿生模型提出及实验方法23-29
• 2.1 仿生模型提出23-25
• 2.2 仿生强化模型热疲劳性能实验介绍25-27
• 2.2.1. 电磁感应热疲劳实验设备介绍25-26
• 2.2.2 实验方法26-27
• 2.3 仿生强化模型磨损性能实验介绍27-29
• 2.3.1 摩擦磨损试验机介绍27-28
• 2.3.2 实验方法28-29
• 第三章 仿生强化模型热疲劳性能分析29-47
• 3.1 试样制备29-30
• 3.2 模型在电磁感应加热环境下性能分析30-39
• 3.2.1 激光试样显微组织30-33
• 3.2.2 热疲劳裂纹分析33-39
• 3.2.3 小结39
• 3.3 仿生强化模型在铝液加热环境下实验设计39-41
• 3.3.1 实验装置介绍39-41
• 3.3.2 实验参数设置41
• 3.4 模型在铝液加热环境下性能分析41-45
• 3.4.1 试样制作41-43
• 3.4.2 实验结果分析43-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第四章 仿生强化模型热摩擦磨损性能分析47-55
• 4.1 试样制备47-48
• 4.2 实验结果讨论48-51
• 4.2.1 实验前后试样显微硬度48-50
• 4.2.2 实验后试样磨损质量讨论和分析50-51
• 4.3 试样磨损机理分析51-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 压铸模具失效区域CAE分析及运用55-68
• 5.1 压铸过程中失效区域分析55-64
• 5.1.1 边界条件设置55-58
• 5.1.2 模拟结果分析58-64
• 5.2 验证分析结论64
• 5.3 实际生产论证64-67
• 5.3.1 确定失效区域64-66
• 5.3.2 强化失效区域及生产验证66-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-77
• 致谢77-78
• 攻读学位期间发表学术论文及研究成果78-79

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1 记者 罗佳e，

本文编号：723053