灰鑄鐵缸蓋鑄件硬度場(chǎng)的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,鑄造CAE技術(shù)已被大量應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中,如鑄件充型凝固過(guò)程的數(shù)值模擬、應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬、鑄件微觀組織的數(shù)值模擬等。而在此基礎(chǔ)上,對(duì)鑄件的力學(xué)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)也一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一,同時(shí)也是如今鑄造CAE技術(shù)的熱門(mén)研究方向。作為發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)鑄件的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋是極具代表性的鑄件產(chǎn)品,對(duì)其硬度性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和模擬研究具有較大的實(shí)用價(jià)值和研究意義。
　　本文以東風(fēng)商用車(chē)公司鑄造一廠生產(chǎn)的一款灰鑄鐵缸蓋

2、鑄件為研究對(duì)象,重點(diǎn)對(duì)該鑄件的硬度場(chǎng)展開(kāi)了實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬兩方面的工作。缸蓋鑄件硬度場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究工作主要有,根據(jù)該灰鑄鐵缸蓋鑄件的特征,設(shè)計(jì)出了一套合理可行的鑄件切片和硬度測(cè)量方案。在該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)之上,全程追蹤了該鑄件的生產(chǎn)過(guò)程,并獲取了鑄件的澆注溫度、澆注時(shí)間和澆注鐵水成分等澆注參數(shù)。最后對(duì)兩組成品缸蓋鑄件進(jìn)行了切片并對(duì)各切片上的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了硬度測(cè)量,分別獲得每個(gè)缸蓋鑄件各85個(gè)實(shí)測(cè)的硬度試驗(yàn)數(shù)據(jù)值。
　　鑄件硬度場(chǎng)的

3、數(shù)值模擬工作主要有,在實(shí)驗(yàn)獲得的鑄件各澆注參數(shù)的基礎(chǔ)上,使用華鑄CAE軟件對(duì)鑄件凝固過(guò)程的溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析計(jì)算獲得了鑄件各硬度測(cè)量點(diǎn)處的凝固冷卻速度。由此,基于實(shí)驗(yàn)獲得的鑄件實(shí)測(cè)硬度數(shù)據(jù)與模擬所得的鑄件冷卻速度數(shù)據(jù),建立了適用于該灰鑄鐵缸蓋鑄件硬度性能的數(shù)學(xué)計(jì)算模型,該模型主要是考慮了冷卻速度對(duì)灰鐵鑄件硬度性能的影響。在此數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)之上,對(duì)軟件進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā),最終實(shí)現(xiàn)了該灰鑄鐵缸蓋鑄件三維硬度數(shù)據(jù)的建立。