PROCAST在澳車轉(zhuǎn)向架上的應(yīng)用.pdf

1、齊車公司采用呋喃樹(shù)脂自硬砂有箱造型工藝在造型線上生產(chǎn)轉(zhuǎn)向架主要部件，從以往運(yùn)營(yíng)反饋和出廠前檢驗(yàn)情況看，轉(zhuǎn)向架存在的核心質(zhì)量問(wèn)題是部分產(chǎn)品關(guān)鍵部位存在縮孔、裂紋等缺陷。針對(duì)上述問(wèn)題，決定在轉(zhuǎn)向架工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中采用數(shù)值模擬技術(shù)。該文以澳車轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵零件——側(cè)架為對(duì)象，采用二次開(kāi)發(fā)后的ProCAST軟件進(jìn)行工藝模擬和分析，由此確定最佳鑄造工藝。 該文在簡(jiǎn)要闡述鑄造數(shù)值模擬技術(shù)基本原理基礎(chǔ)上，介紹了ProCAST軟件所采用的有限元方法建

2、立的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)以及應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)學(xué)、物理模型和進(jìn)行有限元離散求解，以及鑄造缺陷的判定。 為解決ProCAST與三維設(shè)計(jì)軟件Pro/E接口問(wèn)題，在探索中創(chuàng)造性地提出了“Shell模型”。該方式不但可以簡(jiǎn)化鑄型設(shè)計(jì)，而且建立有限元模型時(shí)，無(wú)須處理鑄件/鑄型交界面，并且可以自動(dòng)確認(rèn)鑄造系統(tǒng)中的多種材質(zhì)，有效地解決了困擾業(yè)界多年的復(fù)雜鑄件幾何模型到有限元分析模型的數(shù)據(jù)傳遞問(wèn)題。 熱物性參數(shù)對(duì)數(shù)值模擬起到至關(guān)重要的作用，該文通過(guò)實(shí)測(cè)

3、和委托試驗(yàn)建立了符合齊車公司轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)應(yīng)用的鑄造材料熱物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，以及鑄件/鑄型換熱系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。在解決搖枕、側(cè)架等零件凝固收縮后鑄件/鑄型氣隙熱阻問(wèn)題，再次創(chuàng)造性提出將鑄件與鑄型之間界面分解為緊密接觸區(qū)和氣隙區(qū)的熱阻模型。 為實(shí)現(xiàn)鑄造工藝數(shù)值模擬系統(tǒng)在并行工程環(huán)境下的應(yīng)用，重新設(shè)計(jì)了齊車公司并行工程環(huán)境下鑄造工藝設(shè)計(jì)功能模型，將鑄造工藝數(shù)值模擬納入并行工程控制當(dāng)中，解決了鑄造CAD/CAE系統(tǒng)集成問(wèn)題，使其在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程具有

4、了法律化地位。同時(shí)在生產(chǎn)制造過(guò)程中更加全面考慮產(chǎn)品生命周期各個(gè)時(shí)期的影響因素，促進(jìn)公司并行工程進(jìn)一步完善。 在二次開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)上，研究了在樹(shù)脂砂工藝條件生產(chǎn)轉(zhuǎn)向架上應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)，并按照ProCAST在鑄件產(chǎn)品工藝上應(yīng)用技術(shù)路線要求，使用ProCAST基本模塊、流動(dòng)分析模塊和應(yīng)力分析模塊對(duì)澳車側(cè)架充型和凝固過(guò)程中的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)分析，對(duì)縮孔、縮松、熱裂等缺陷進(jìn)行預(yù)測(cè)，為轉(zhuǎn)向架的生產(chǎn)提供了科學(xué)依據(jù)。 通過(guò)數(shù)值模