鋁合金汽車輪轂壓鑄模具溫度場及熱應力數值分析研究.pdf

1、壓鑄過程模具流場、溫度場及熱應力場有限元法正在大力推進壓鑄業(yè)的發(fā)展，對于優(yōu)化壓鑄工藝設計，提高鑄件的質量，防止模具表面裂紋、變形，降低殘余應力等缺陷都有很重要的作用。 本文首先總結了壓鑄過程中數值模擬發(fā)展情況，并對今后的發(fā)展趨勢加以展望，對模擬軟件進行了介紹，建立了鋁合金汽車輪轂壓鑄模具瞬態(tài)溫度場、熱應力彈塑性三維有限元模型；確定了溫度場中的初始條件、邊界條件、潛熱處理等數學模型；對熱應力中的流變學模型進行了詳細的介紹。在此基礎

2、上，模擬和分析了典型壓鑄模的溫度場和熱應力場。 運用商用軟件PROCAST，對本文研究的鋁合金汽車輪轂壓鑄模具的溫度場進行了數值模擬，并通過溫度場的結果分析得出了鋁合金汽車輪轂壓鑄模具在輪輻連接部位溫差達到45℃、溫度梯度也達到13.5℃/mm，分析出在此部位容易產生熱疲勞現象。本文又進一步模擬了鋁合金汽車輪轂壓鑄模具在壓鑄過程中的熱應力變化情況，論證了溫度梯度大的地方熱應力也大。在熱應力較大的地方選擇了典型的C截面進行了模擬結

3、果的分析，并在此截面上選擇了表層的A、B(A點距型腔表面0.08mm，B點距型腔表面3.08mm)兩點間的區(qū)域做了研究分析；繪制出了A、B點區(qū)域的熱應力變化曲線及A點在x方向的應變幅變化曲線；建立了壓鑄模具壽命估算模型。根據此模型預測了鋁合金汽車輪轂壓鑄模具在澆注溫度分別為650℃，670℃，690℃的情況下C截面A點在X方向的最大應變分別為：0.022mm、0.023mm、0.0242mm，并且預測了在三種不同的澆注溫度下模具的壽命分