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灰铸铁汽缸体铸造应力数值模拟

专 业: 材料加工
关键词: 有限差分法 数值模拟 残余应力 灰铁汽缸体铸件
分类号: TG21
形 态: 共 70 页 约 45,850 个字 约 2.193 M内容
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内容摘要


该论文采用基于有限差分法FDM,Finite Difference Method的凝固模拟程序计算出铸件的温度场,再利用基于有限元法FEM,Finite Element Method的通用分析软件ANSYS,采用热弹塑性模型对铸件凝固后的应力形成过程进行了模拟。

对温度场模拟计算程序作了补充。

在不太增加计算量的条件下,实现了材料的热物性参数随温度变化而变化,提高了模拟的精度。

铸件落砂后直接在空气中冷却,结合铸件/大气边界传热特点,同时考虑对流和辐射换热,编写了铸件落砂后的温度场计算程序,使凝固模拟计算程序更完善,使用范围更加广泛。

利用FDM/FEM联合分析的方法,在有限差分模型和有限元模型分别建立的情况下,编写了利用插值函数实现温度场从FD到FE模型的转换接口程序,实现了温度载荷的正确传递。

把共析相变膨胀的体积变化转化为温度相联系的热膨胀系数的变化,从而计入分析相变对残余应力的影响。

把砂型和铸件作为整体系统进行应力计算,通过控制砂型的温度载荷来控制砂型的强度,加入了砂型的阻碍对铸件应力的影响……

全文目录


文摘
英文文摘
1绪论
1.1选题背景及意义
1.1.1综述
1.1.2课题来源
1.2铸造过程数值模拟技术的发展现状
1.2.1铸件凝固过程温度场模拟技术的发展现状
1.2.2铸件凝固过程应力场模拟技术的发展现状
1.3论文的技术路线
1.4论文的主要研究内容
1.5小结
2温度场的数值模拟
2.1引言
2.2传热计算的控制方程及离散
2.3温度场模拟计算的实现
2.3.1温度场模拟计算时的基本假设
2.3.2变热物性参数在计算程序中的实现
2.3.3凝固潜热的处理
2.3.4传热边界条件的处理
2.4小结
3基于热弹塑性模型的应力场数值计算
3.1弹塑性状态下金属材料的应力应变关系
3.2铸造热弹塑性应力解析的有限元法
3.3热膨胀系数的转换
3.4共析相变应力的处理
3.5铸件/铸型力学边界的处理
3.6小结
4 FDM/FEM集成热应力分析系统及典型铸造应力框的应力模拟
4.1 FDM/FEM集成热应力分析方法概述
4.2 FD/FE模型间的定位
4.3由FD模型到FE模型的温度载荷传递
4.4典型铸造应力框试件的铸造应力模拟
4.4.1应力框的温度场数值模拟
4.4.2应力框的应力场数值模拟
4.5铸造应力框模拟结果分析
4.5.1应力框的温度变化
4.5.2应力框的变形
4.5.3应力框的应力变化
4.5.4相变膨胀对应力和收缩位移的影响
4.5.5砂型阻碍对应力和变形的影响
4.6小结
5汽缸体残余应力模拟分析
5.1引言
5.2汽缸体的温度场数值模拟
5.3汽缸体的应力场数值模拟
5.3.1按实际生产工艺的应力模拟
5.3.2应力模拟结果分析
5.3.3调整工艺方案后的模拟结果及与现有方案的比较
5.4小结
6结论
参考文献

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中图分类: > TG21 > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 铸造 > 铸造理论

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