汽车后拖曳臂压铸件孔洞三维特征及其与力学性能关系研究

发布时间：2022-07-04 20:21

　　压铸作为汽车行业应用最为广泛的成形手段之一,而后拖曳臂又是悬挂系统上的重要部件,对后拖曳臂的受力要求非常高,因此研究其力学性能显得尤为重要。然而,在高压铸造中,会不可避免地因为卷气,夹杂等因素带来的缺陷。所以要提升后拖曳臂的力学性能,应当首先研究清楚孔洞的特征及形成机理以及孔洞与力学性能的关系。本研究基于X射线断层扫描和三维重构的结果,对不同高压射速度下压铸件的孔洞进行了体积统计,研究了孔洞的三维形貌特征和形成机理,研究了其尺寸分布,并用SEM观察了孔洞在断口上的形貌。研究结果表明,P组（1.5m/s）的孔洞总数量明显低于V组（2.0m/s）,相差超过一个数量级。从三维分布情况来看,V组孔洞分布更为致密,存在更多细小的孔洞;P9、V4号试样（体积大于0.01mm~3）的孔洞等效球直径分布符合三参数的对数正态分布,试样P9、V4拟合后的阈值τ分别为0.31533mm、0.31076mm,试样V4内部存在更多的尺寸更小的微观孔洞;气孔内壁光滑,形状较为圆整,尺寸和体积偏小,圆整度普遍大于0.58;缩孔形状复杂,尺寸偏大,圆整度普遍低于0.40;气缩孔表现为较大的气孔和一条或多条长尾状的缩孔... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 压铸件微观孔洞的研究进展
        1.2.1 基于传统技术的孔洞研究概况
        1.2.2 X射线断层扫描在孔洞研究中的研究概况
    1.3 微观孔洞与压铸件力学性能的关系研究进展
    1.4 有关孔洞的有限元模拟研究进展
    1.5 本课题的研究意义和内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 课题来源
第2章 后拖曳臂压铸件孔洞三维特征及形成机理研究
    2.1 引言
    2.2 实验方案
        2.2.1 后拖曳臂压铸件取样
        2.2.2 试样X射线断层扫描及其三维重构
    2.3 微观孔洞的统计规律
        2.3.1 微观孔洞数量统计
        2.3.2 微观孔洞的等效球直径统计分布
        2.3.3 微观孔洞的等效球直径与圆整度关系
    2.4 不同类型微观孔洞的三维特征及形成机理
        2.4.1 气孔(Gas pore)
        2.4.2 缩孔(Shrinkage pore)
        2.4.3 气缩孔(Gas-shrinkage pore)
        2.4.4 三种类型孔洞的断面形貌观察
    2.5 本章小结
第3章 微观孔洞对后拖曳臂压铸件力学性能的影响
    3.1 引言
    3.2 后拖曳臂压铸件拉伸性能
    3.3 微观孔洞与力学性能的数学关系
        3.3.1 拉伸性能的Weibull分布统计
        3.3.2 孔隙率与力学性能的关系及性能预测
    3.4 本章小结
第4章 基于X射线断层扫描的孔洞拉伸实验有限元分析及断裂行为预测
    4.1 引言
    4.2 基于X射线断层扫描的孔洞数据提取及拉伸实验有限元前处理
        4.2.1 孔洞数据提取
        4.2.2 拉伸实验有限元前处理
    4.3 拉伸实验有限元模拟
        4.3.1 断裂过程模拟
        4.3.2 断裂强度预测
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
        5.1.1 后拖曳臂压铸件孔洞三维特征及形成机理研究
        5.1.2 微观孔洞对后拖曳臂压铸件力学性能的影响
        5.1.3 基于X射线断层扫描的孔洞拉伸实验有限元分析及断裂行为预测
        5.1.4 本研究主要创新点
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车右后拖曳臂轴断裂原因分析[J]. 徐小红.  理化检验(物理分册). 2018(01)
[2]孔洞缺陷对3D打印Ti-6Al-4V合金疲劳试样应力分布的影响[J]. 万志鹏,王宠,蒋文涛,黄志勇,王清远.  实验力学. 2017(01)
[3]Correlation between Porosity and Fracture Mechanism in High Pressure Die Casting of AM60B Alloy[J]. X.Li,S.M.Xiong,Z.Guo.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2016(01)
[4]基于CT股骨有限元模型精确重建及模态分析[J]. 陈龙,张军洋.  计算机仿真. 2014(02)
[5]车辆控制臂疲劳损伤分析与寿命预测[J]. 刘永臣,王国林,孙丽.  农业工程学报. 2013(16)
[6]铝合金压铸件微观孔洞三维特征及分布的研究[J]. 万谦,赵海东,邹纯.  金属学报. 2013(03)
[7]基于ANSYS/LS-DYNA的有限元动力分析应用[J]. 杨超,杜来林.  机电产品开发与创新. 2011(01)
[8]基于MSC.Fatigue的带孔板疲劳寿命仿真[J]. 陈锦东,黎向锋,左敦稳,田昕.  机械制造与自动化. 2009(01)
[9]垂直向上凝固Al-Cu铸件中微观孔洞形成的数值模拟[J]. 赵海东,吴朝忠,李元元,大中逸雄.  金属学报. 2008(11)
[10]ADC12压铸件孔洞与力学性能关系的研究[J]. 王芳,赵海东,张克武,李元元.  特种铸造及有色合金. 2008(03)

硕士论文
[1]铸造铝铜合金微观孔洞三维特征及形成的研究[D]. 邹纯.华南理工大学 2014



本文编号：3655862