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1、西安航空職業(yè)學院西安航空職業(yè)學院畢業(yè)論文畢業(yè)論文制動器卡鉗體傾斜鑄造過程數(shù)值模擬及其優(yōu)化設(shè)計制動器卡鉗體傾斜鑄造過程數(shù)值模擬及其優(yōu)化設(shè)計姓名:名:專業(yè):業(yè):航空電子班級:級:完成日期:完成日期:指導教師指導教師:摘要:摘要:根據(jù)實際生產(chǎn)中傾斜鑄造工藝特點,采用有限元軟件ProCAST對制動器卡鉗體充型和凝固過程進行數(shù)值模擬。通過對充型過程的結(jié)果分析,研究了鋁液流場和溫度場的分布特點;通過對凝固過程的結(jié)果分Fig1Structureoft
2、hebrakecaliper1.2有限元網(wǎng)格模型的建立有限元網(wǎng)格模型的建立應(yīng)用ProE軟件對鑄件和模具進行三維造型,導出模型為igs格式,再利用VisualEnvironment中VisualMesh模塊對模型進行網(wǎng)格劃分,為使計算結(jié)果精確,且避免計算時間過長,將鑄件精度設(shè)置為1.5mm,得到面網(wǎng)格有174706個,體網(wǎng)格單元數(shù)為1913103個。1.3鑄造工藝參數(shù)設(shè)定鑄造工藝參數(shù)設(shè)定由于卡鉗體長度與厚度差距較大,為避免充型過程中裹氣、
3、夾雜等缺陷,選擇傾斜澆注方式,傾斜澆注角度由10轉(zhuǎn)動到90,充型時間為4.5s。鋁合金采用A356牌號,澆注溫度為730℃;為加快鋁液冷卻速度,促使形成細的等軸晶,鑄型采用H13鋼,初始溫度為150℃,空冷5分鐘后分模。根據(jù)文獻[68]和實際經(jīng)驗,設(shè)定鑄件與鑄型之間的傳熱系數(shù)為2000W(m2K)。2充型過程數(shù)值模擬分析充型過程數(shù)值模擬分析2.1充型速度分析充型速度分析由于鋁液通過暗冒口流入卡鉗體內(nèi)部,因此暗冒口處的流速對充型過程有著重
4、要影響。考慮到結(jié)構(gòu)的對稱性,選取其中一個暗冒口在不同位置處設(shè)置節(jié)點觀察鋁液的流速,即分別在暗冒口的下表面、側(cè)面、上表面和中心位置設(shè)置節(jié)點243673、242429、241466和307795,具體節(jié)點位置如圖2所示。鋁液在不同位置時流速變化如圖3所示。在充型15%時,鋁液率先到達下表面節(jié)點243673,流速為50cms;當充型18%時,鋁液到達中心節(jié)點307795,流速為90cms,由于受型壁摩擦阻力及流體黏度的影響,導致中心流速約為下
5、表面流速的一倍,在隨后的充型過程中,中心節(jié)點與下表面節(jié)點流速波動較為一致,速度在50~70cms變化,流速穩(wěn)定;在充型80%時,中心及下表面節(jié)點流速逐漸減小直至為0。選取的側(cè)面節(jié)點在中心節(jié)點和下表面節(jié)點附近,當充型20%時側(cè)面節(jié)點流速達到40cms,隨后速度在10~25cms變化,波動幅度較小,不易發(fā)生卷起和返流現(xiàn)象。由于傾斜角度的原因,在充型前期上表面節(jié)點241466一直為0,直到充型后期,當鑄件幾乎處于直立狀態(tài)時,鋁液才剛開始到達上
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