一、铸造缺陷的计算机分析系统的研究（论文文献综述）
张梦琪[1]（2021）在《基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究》文中认为汽车轮毂支架是汽车悬挂系统的重要零部件,主要用于连接悬挂架、制动器和减震器,在行驶过程中承受交变冲击载荷,因此对其综合力学性能有着较高要求。本文主要对高强韧球墨铸铁轮毂支架的铸造工艺进行了设计和研究,利用专业铸造模拟软件MAGMA对铸件的充型和凝固过程进行模拟,预测了铸件在铸造生产过程中可能出现缺陷的位置和其成因,并逐步优化工艺方案,最终消除铸件中存在的缺陷,以期获得高质量的轮毂支架铸件。基于QT450-10牌号的球墨铸铁的化学成分,利用合金化手段,通过调整Cu、Mn元素含量,优化组织结构,增加了基体中珠光体含量,并促进珠光体片层的细化,设计开发出了抗拉强度达到736.67 Mpa、延伸率为10.6%的新型铸态高强韧球墨铸铁材料。根据汽车轮毂支架铸件的结构特点,设计了铸造工艺方案。运用MAGMA软件对铸造工艺方案进行了数值模拟分析,通过分析温度场、速度场和压力场等模拟结果,研究了铸件充型过程和凝固过程,确定了该方案下铸件内部的缩松缩孔缺陷特征。从优化冒口尺寸、冒口颈参数及浇注温度三个方面对原工艺方案进行了改进。由模拟结果可知,当提高浇注温度至1425℃,增大冒口高度和冒口直径,同时缩短冒口颈长度时,冒口颈的凝固时间延长,冒口的补缩能力得到增强,使铸件内的缩松数量极大改善。但由于铸件上端盖区域壁厚差异较大,厚壁部位凝固较慢,补缩困难,仍存在少量缩松。在此基础上,通过在上端盖厚大部位进一步增设冷铁,可以加快该部位凝固速度,促进厚大部位与壁厚较小部位的同时凝固,最终改善了该部位存在的大片热节,并使得缩松完全转移到冒口与浇注系统内,有效消除了铸件内缩松缺陷。
王瞳[2]（2020）在《铸钢件浇冒口工艺优化设计方法及CAD/CAE集成系统的研究》文中提出铸钢件具有强度高和韧性好等优点,被广泛应用于船舶车辆、工程机械、电站设备等,是国民经济中非常重要的金属类零件。然而铸钢件的成形过程中容易出现浇不足、气孔和缩孔缩松等缺陷,严重影响了铸钢件的机械性能和使用寿命。合理的浇冒口工艺设计是解决上述铸造缺陷的重要手段。目前,浇冒口系统工艺设计通常分别以CAD为设计平台、CAE为分析工具迭代试错的方式进行,这种高度依赖人工经验的“被动式”工艺设计方法存在主观性和随意性,使得最终的工艺出品率低和资源消耗大。为此,本文提出了一种基于智能优化算法铸钢件浇冒口系统优化设计方法,构建了铸钢件浇冒口工艺优化CAD/CAE集成系统,变传统人工经验依赖的“被动式”为系统智能优化的“主动式”,为铸钢件智能工艺设计提供新的思路和关键技术。主要研究工作如下:首先,提出了基于果蝇优化算法的浇注系统工艺优化方法。考虑熔融金属的流动特性,以充型时间最小化为优化目标、雷诺数和内浇道模数为约束条件,建立了铸钢件浇注系统工艺优化设计模型,并提出了基于改进的果蝇优化算法的模型求解方法。将上述建立的方法应用于上心盘铸件浇注系统的几何尺寸优化,获得了浇注系统各浇道最佳尺寸;数值模拟和浇注实验分析表明,本文提出的方法实现了平稳状态下充型时间最短,减少了充型过程中热量损失,大幅度降低缺陷产生的概率。其次,提出了一种混合数值模拟和几何推理热节计算的冒口系统工艺优化方法。建立了考虑铸造成形过程流动对补缩路径影响的数值模拟热节计算模型,实现了补缩路径和热节的准确计算。以T形件的应用探究了充型过程和凝固过程流动对补缩路径和热节的影响规律,结果表明,当仅考虑凝固过程的流动时,会造成较大的温度差值,形成不对称的补缩路径和多个热节点;当同时考虑充型和凝固过程流动时,凝固初始温度不均匀性会更进一步加强对补缩路径和热节的影响,增加了热节点的数量和位置,使补缩路径更加不对称。平板件的应用结果表明,补缩路径和热节结果与实验结果具有很好的一致性。基于几何推理方法,建立了基于复杂几何实体距离场表征的热节计算模型,标准典型铸件的应用表明该方法的可行性。基于冒口补缩准则,以冒口体积最小化为优化目标、模数和体积为约束条件,建立了铸钢件冒口系统工艺优化设计模型。以缸套铸件为例,用果蝇优化算法求解优化模型,获得了其冒口系统的几何尺寸优化结果,数值模拟结果分析表明,该方法实现了冒口体积最小化,减少了资源消耗,为冒口系统的工艺设计提供了新的思路。再次,基于多源数据融合和数据智能分析技术,构建了铸钢件浇冒口工艺优化CAD/CAE集成系统的框架,实现了铸造CAD、工艺优化和铸造CAE的集成。构建了铸钢件铸造工艺三维几何数据、铸造工艺优化数据和铸造CAE数值模拟数据,并将多源数据进行融合形成数据流。以Open CASCADE内核为几何造型内核,以圆柱形明冒口的几何造型为例,研究了参数化铸造工艺图元的造型过程,实现了一体造型。通过流动场数据、热节数据和孔松缺陷数据的智能分析,实现了浇冒口系统的智能工艺优化及数据反馈。构建了CAD/CAE集成系统的各个基础模块,成功研发了铸钢件浇冒口工艺优化CAD/CAE集成系统。以上心盘铸件和弹簧座铸件为例,详细分别给出了浇注系统和冒口系统的工艺优化过程。最后,以基座铸钢件为例,验证了铸钢件浇冒口工艺优化CAD/CAE集成系统的实用性和可靠性。详细给出了基座铸钢件浇冒口系统工艺优化设计过程,用数值模拟进行验证;将集成系统设计的工艺进行浇注实验,采用渗透探伤和超声探伤检测浇注后铸件,结果显示:无冷铁的铸件在中间段出现了当量尺寸为1.6mm的缩松缺陷,而有冷铁的铸件则没有缺陷,与数值模拟的结果相吻合;冒口和铸件剖切面结果表明缺陷到铸件的安全距离在误差允许的范围内,数值模拟结果与实验浇注结果相吻合。通过原始工艺和优化工艺的对比分析可知,在保证铸件无缺陷情况下,铸件的工艺出品率提高了将近10%,有效验证了铸钢件浇冒系统工艺优化CAD/CAE集成系统的实用性和可靠性。
周大庆[3]（2020）在《拖拉机断开式桥壳砂型铸造工艺设计仿真与试验研究》文中进行了进一步梳理断开式桥壳主要应用于拖拉机承重桥,据统计,桥壳在铸造过程中铸造缩松、缩孔缺陷发生率高达70%,造成使用过程中桥壳壳体渗油、漏油等现象时有发生,每年带来的经济损失高达100余万元。本文针对断开式桥壳铸件易产生缩孔缩松问题,在浇注系统方案设计的基础上,采用Procast有限元分析软件对金属液充型和凝固过程进行模拟仿真分析,提出铸造工艺优化方案,对从根本上解决桥壳的铸造缩孔缩松难题、提高桥壳产品质量具有重要的生产现实意义和推广价值。具体研究内容与结论如下:（1）在对断开式桥壳结构工艺性分析的基础上,设计了三种浇注系统方案。包括桥壳结构设计工艺合理性,主要原材料及辅料的质量控制,工艺参数、浇注位置、分型面、浇注温度等;结合浇注系统理论确定合理的内浇口为中注式,平均静压头设计最小值为246 mm,运用浇注比速法设计了封闭式、半封闭式、开放式三种不同截面积比例的浇注系统。（2）对桥壳充型凝固过程进行了数值模拟分析,得到了半封闭式为最佳浇注系统。运用Procast模拟软件分别对开放式、半封闭式和封闭式三种浇注系统进行桥壳充型凝固过程的数值模拟分析,得到了各浇注系统中流场、温度场变化规律,并据此判断开放式浇注系统最易产生缩孔和缩松,予以排除;在桥壳上表面容易形成热节的部分、缩孔位置附近增设冒口,在桥壳内部热节,在孤立液相区设置激冷冷铁,进一步运用Procast模拟软件对封闭式浇注系统和半封闭式浇注系统进行二次模拟,模拟结果表明半封闭式浇注系统能够更好的实现顺序凝固消除缩孔缩松铸造缺陷。（3）确定了半封闭式浇注工艺系统优化参数。浇注系统共有1个直浇道,1个横浇道,1个内浇道,内浇道截面积为22.5 cm2,横浇道截面积为18 cm2,直浇道截面积为27 cm2。暗冒口设置于内浇道处,明冒口设置于桥壳上表面,冷铁设置于桥壳内腔处;浇注温度1580℃,浇注时间10 s。（4）用优化后的半封闭式浇注系统工艺铸造的断开式桥壳为试验样品,进行了气密性试验。试验结果表明,优化后的半封闭式浇注系统能够有效减少桥壳内半轴油封座位置的缩孔、缩松缺陷,故障率由原工艺的70%降低至3%左右。
徐伟业[4]（2020）在《复杂零件的3D打印砂型铸造成形模拟及工艺研究》文中认为传统制造业的生产技术,普遍对零部件的复杂度较敏感,而3D打印砂型铸造作为一种新型成形工艺方法,对零部件复杂度的敏感性不大。将3D打印优势与传统铸造优势相结合,可实现铸造产品的“一体化、短周期、高精度和高附加值”生产制造,具有生产响应快、效率高、研发成本低等优势。该技术可满足装备轻量化、绿色化及智能化的发展需求,在汽车、船舶、航空航天等领域有着广泛的应用前景。本文研究了3D打印砂型铸造工艺参数对铝合金铸件的组织与性能影响;针对某新型汽车发动机缸体铸件进行了铸造工艺设计与成形仿真;根据模拟结果和优化工艺参数,采用3D打印砂型铸造技术对发动机缸体进行快速铸造。主要研究结果如下:（1）3D打印工艺参数对铝合金铸件的成形性能有一定影响:适当的铺砂层厚、适中的浇注初温、打印砂型烘干后不预热浇注,有利于改善铸件的铸造组织与力学性能。当铺砂层厚0.5 mm,打印速度25 s/layer,单PASS打印时,砂型性能较佳,铸件孔隙率低;铸件密度为2.6503 g/cm3;30 mm壁厚的铝合金件铸造试验中,720℃浇注的3D打印砂型铸件试样,铸态的抗拉强度为131 MPa,伸长率为2.2%,T6热处理后的抗拉强度为229 MPa,伸长率为0.5%,铸造组织均匀细小,无明显缺陷。综合性能较传统翻砂铸型铸件略有提升。（2）设计了汽车发动机缸体铸件的随形浇注系统,并进行模拟仿真计算优化。相比于传统浇注系统,随形浇注系统的充型效率更快、熔体流动更具合理性。模拟优化后的浇注工艺参数为:铸铁缸套置于下部,内置加热棒加热至400℃,浇注初温730℃,浇注速度3 kg/s;此时,缸体铸件的凝固成形具有一致性、关键区域无缺陷,铸件主体部分的充型仅需10.67 s,总缺陷体积仅有0.899 cc。模拟结果证明:所设计的铸造工艺具备合理性,可应用于实际生产指导。（3）基于优化后的砂型打印参数与铸造工艺参数,采用3D打印砂型快速铸造工艺试制发动机缸体铸件,实际生产周期仅需3～4天。经检测:铸件无明显铸造缺陷,缸套与铝合金材料的结合率好（平均熔深2～3 mm）,铸件成形质量高;缸体铸件经T6热处理后,铸造组织均匀细小,所测抗拉强度为278 MPa,伸长率为2.3%,洛氏硬度值为97HB,符合相关车用件的评价标准,铸件综合性能好。试制结果表明:3D打印砂型快速铸造工艺,适用于复杂铸件的试制与生产,生产周期短,产品性能可靠。
陈相吉[5]（2020）在《基于深度学习的增压器铸造缺陷检测算法研究》文中指出随着汽车产业的持续发展,增压器的需求与日俱增,生产过程中的铸造缺陷检测也愈发重要。然而目前大多数厂商仍采用人工检测的方式对缺陷进行识别和标记。这种方法不仅效率低,工作量大,而且存在着检测人员主观认知的差别,无法保证长时间、高水平的检测工作,难以满足目前增压器的大规模生产需求。因此研究一种速度快,准确率高的检测算法以替代人工检测,对于增压器行业的发展有着十分重要的理论意义和应用价值。本文基于深度学习技术,提出了一种快速准确的增压器铸造缺陷的检测算法。分析了增压器铸造缺陷检测算法研究中涉及的理论知识,对比研究不同目标检测算法的性能与特点,根据缺陷检测任务需求,采用YOLOv3作为缺陷检测的基础算法,并结合铸造缺陷检测特点对检测算法展开研究。为了减少生产现场采集缺陷样本图片的噪声对检测的影响,通过实验对比不同降噪算法的峰值信噪比、结构相似性和处理速度,选取双边滤波算法对缺陷样本图片进行预处理。其次,为了满足深度学习算法对数据量的需求,提出了基于先验标注信息的随机裁剪平移方法,并结合色彩空间变换实现了小样本量的数据增强。在YOLOv3算法的基础上,深入探讨了算法中检测网络结构存在路径较长、深层信息传递不畅的问题,结合增压器铸造缺陷尺寸差距大,形态多样的特点,采用了基于多路径融合的检测网络,进一步增强了不同尺度特征的融合,减少浅层至深层传递过程中的信息丢失。基于迁移学习的思想,设计了两阶段的训练方案,并调整计算损失函数时的位置回归评估标准及类别标签数值,优化训练过程。通过实验验证本文方法的可行性,对于所有的缺陷目标,可达97.9%的检出率和96.7%的精确率。最后,为了便于检测后续的缺陷记录与数据分析等工作的进行,本文基于不同类型缺陷的外观特点,针对性地设计了后处理方法。
单际强[6]（2020）在《乘用车转向节铝合金铸件金属型重力铸造缺陷成因及工艺优化研究》文中研究表明伴随着近几年汽车产业的迅猛发展,轻量化已成为汽车行业未来的重要技术趋势,同时更是汽车生产厂家以及国家汽车制造技术是否足够先进的关键标志。轻量化,主要指的是在乘用车安全性以及强度和行驶性能得到保证的基础上,使乘用车整车质量不断下降,动力性能获得提升,在降低汽车燃油耗能的同时,降低对空气和环境带来的污染。随着目前世界各国对节能减排需求和环境保护需求的不断加大,轻量化已经成为全球汽车发展的重要趋势。本文正是立足于轻量化轿车转向节,提高产品合格率、降低研发成本开展的。铝合金铸造转向节既要满足现代汽车轻量化要求,也要满足复杂工况下的强度要求特性现已经成为研究热门。本文的工作将铸造数值模拟、优化技术等引入铸造铝合金转向节的工艺开发过程,摆脱了对工程经验的依赖,减少了研发成本。同时深入研究了铝合金转向节原材料熔炼工艺、铸造成型及试验检测方法,并通过试验的方法进行了验证分析,取得了如下成果。将铸造过程归纳为熔液的充型.凝固物理现实。采用三个物理过程来描述铝合金铸件的铸造,即流动、传热与凝固。针对流体,通过将充入型腔的铝合金熔液简化为不可压缩流体,研究了液体流动过程的数学模型,特别针对型腔复杂性引入了湍流模型。针对传热及熔液凝固,以传热理论为基础,将凝固相变产生的热量作为附加源项嵌入一般热传导方程,并深入探讨了处理结晶析出的几种方法。通过仿真实验及分析,确定了数值模拟研究对熔液的流动充型、温度场变化及结晶情况的指导思想。深入分析了缺陷产生机理。依据转向节铸件的结构特点和质量要求,从原材料缺陷遗传、熔液充型速度与前端液面表面张力关系、型腔温度场条件三个主要方面进行了讨论,揭示了缺陷产生机理。再针对本研究的目标问题,统计现有工艺生产转向节的质量现状,通过对中心孔附近的缩孔、减震器孔附近的缩松及浇口附近的气孔及缩松等三处缺陷的仿真分析,结合前述三个主要缺陷成因进行了讨论,明晰了缺陷产生的根源,并针对这些原因应用工艺优化手段对原有生产工艺进行了有效改进。详细阐述了转向节制备所需的材料、设备及试验方案。试验材料包括原材料A356铝锭、纯Mg、熔炼辅助材料和脱模与模具润滑材料。列举了试验所需要的生产设备、金属拉伸试样制备以及检验检测设备。探讨了在铝合金铸造熔炼生产过程中,有关去渣、变质、除气等常见的处理措施。同时提出了有效检测铝液氢含量的手段,并提出对化学成分进行严格控制以及防止杂质元素融入的具体措施。针对Al.Si.Mg合金,利用三元相图进行了凝固顺序和生成相的理论分析。在理论分析的基础上,利用金相显微镜、扫描电子显微镜,针对A356铸造铝合金进行了微观组织分析,利用SEM.EDS确定Mg2Si和Si晶体以及组织特点。在基本微观组织分析的基础上,对A356铝合金进行了不同温度的固溶处理,以找出固溶处理温度对硬度的影响规律。最后,对A356进行了不同温度的时效处理,目的是通过高分辨透射电子显微镜分析其原子尺度下的组织随时效温度的变化规律,以找出最佳的时效处理温度,为实际生产提供技术支撑。对工艺优化前后转向节进行了不同位置的抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度和孔隙率测试。通过力学性能测试后的断口分析可知,其强度和延伸率提高的根本原因是工艺优化后,不但宏微观缺陷得到了消除,而且组织得到了细化,即工艺优化后的断口形貌基本上是微小、均匀分布的韧窝形态。基于上述的模拟与工艺优化,在生产现场对转向节进行了试制,在控制好关键节点条件下,获得了高质量的转向节铸件,组织良好、性能合格,成品率得到提高,满足了客户要求,并实现了良好的经济效益。
邢甜甜[7]（2020）在《风机叶轮的低压铸造工艺模拟研究和模具设计》文中研究说明本文以某轨道车牵引电机通风机上的铝合金叶轮铸件为研究对象,对该叶轮铸件实际生产过程中存在的铸造缺陷进行分析,利用铸造模拟软件ProCAST对叶轮铸件充型和凝固过程进行了模拟分析,结合铸件采用现行工艺出现的主要铸造缺陷,提出了相应的改进方案。通过四因素四水平的正交试验,研究了浇注温度、充型压力、模具预热温度、金属型壁厚对叶轮铸件充型和凝固过程的影响,得到了一组最优工艺参数。利用三维造型软件UG10.0设计了该叶轮铸件的低压铸造模具。该叶轮铸件采用现行工艺,在实际生产中出现的主要铸造缺陷有:叶片厚壁部位存在直径约12mm的缩孔,此类缩孔缺陷是叶轮铸件报废的主要原因,约占废品的80%左右;部分铸件叶片尖角处存在浇不足缺陷;叶片薄壁尖角与轮盖相接处有时会出现氧化夹渣。本文首先对叶轮铸件采用现行低压铸造工艺的充型和凝固过程进行了模拟计算分析。充型过程模拟分析结果显示:叶片薄壁尖角处产生浇不足缺陷的风险较高;叶片尖角和轮盖上部在充型过程中金属液与空气接触时间较长,产生氧化夹渣的倾向大。凝固过程分析结果显示:凝固过程中砂芯温度较高,叶片厚大部位凝固时间长,凝固后期形成孤立液相区,浇口处的金属液不能通过轮盘对其进行有效补缩。收缩缺陷模拟提取结果显示:叶轮轮盘、叶片之间的轮盖部位存在着不同程度的缩松缺陷,叶轮轮盘向上约40mm的叶片最大壁厚处有缩孔产生,总的缩孔体积为61.4cm3,平均每个叶片的缩孔体积约5.13 cm3。组织性能模拟结果显示:叶轮铸件主要部位的二次枝晶臂间距SDAS在21.6 um39.5um,主要部位的拉伸强度均在286MPa以上。模拟分析结果与实际生产中存在的问题基本一致。根据模拟分析结果,针对叶片厚壁部位的缩孔缺陷,提出了三种工艺系统改进方案,根据实际生产实施情况,选择了对模具改进较小但效果较好的方案二:增加叶片厚壁处补缩通道轮盘的厚度,调整凝固顺序,并对排气系统和冷铁结构进行改进,模拟分析结果显示,充型过程中的卷气程度得到明显改善,叶片尖角处浇不足缺陷风险降低,叶片厚壁中心部位缩孔缺陷消失,下部存在小的缩孔缺陷,总缩孔体积由原来的61.4cm3降为2.02cm3,叶轮轮盘及叶片部位的缩松缺陷明显减轻,两叶片间的轮盖部位缩松缺陷未见减轻。试生产结果显示,叶片厚壁部位基本无缩孔缺陷,说明此方案可行。利用正交试验对影响叶轮铸件低压充型和凝固过程的四个重要参数浇注温度、充型压力、模具预热温度、金属型壁厚进行模拟优化,确定了三个考核指标:一是孔隙体积,二是卷气氧化夹渣评级,三是二次枝晶臂间距SDAS。结果显示:（1）对叶轮铸件孔隙体积影响最大的工艺参数为模具预热温度,剩余依次是金属型壁厚、浇注温度、充型压力;（2）对叶轮铸件卷气氧化夹渣评级影响最大的工艺参数为充型压力,剩余依次是模具预热温度、浇注温度、金属型壁厚;（3）对叶轮铸件二次枝晶臂影响最大的是浇注温度,剩余依次是模具预热温度、充型压力、金属型壁厚;（4）优化选出的一组工艺参数为:浇注温度700℃、充型压力0.025MPa、左右半型预热温度200℃、底型预热温度240℃、金属型壁厚35mm。采用优化的工艺参数对叶轮铸件的充型和凝固过程进行模拟分析,结果显示:叶片厚壁部位无缩孔缺陷,下部还有小的缩孔缺陷,总体积为0.55cm3,相较于工艺参数改进前的2.04cm3,减少了90.69%,铸件缩松程度明显减轻;轮盘部位的卷气得到一定程度上的减轻。根据优化后的方案进行实际生产,叶片部位X射线检测无明显缩孔缩松缺陷,无气孔及夹渣缺陷,叶片尖角前端无浇不足缺陷产生,轮盘底部荧光检测无显着针孔、缩孔缺陷。
田运灿[8]（2020）在《铝合金差压铸造过程中复杂温度场演化研究》文中进行了进一步梳理铸造是一种传统但复杂的热加工过程,温度场和流场、溶质场相互耦合彼此影响,对其凝固过程中发生的一些现象迄今无法完全准确地建立模型,而且由于系统的复杂性,边界条件的测量和系统内部材料及界面的热物理特性也无法完全掌握。铸造过程中温度场的演化决定了铸造缺陷和应力应变场的分布,是材料加工过程计算的根本。A356铝合金具有较高的比模量和比强度、良好的耐腐蚀性、高的疲劳强度,并且焊接性能和冲压性能优良,能够以铸件、锻件等多种形式使用,成本低廉,被人们广泛的应用于航天航空、汽车船舶、机械建筑等领域。本研究利用实验与模拟相结合的手段,以汽车转向节为研究对象,针对铝合金差压铸造过程中复杂温度场演化进行研究,研究的主要内容包括:1、试验选用A356铝合金作为铸件材料,对系统材料的各项热物性进行了测量,对比数据库数据发现,材料的实测密度增加了3%～10%,实测比热增加了10%左右,实测热导率增加了2%左右。根据初步模拟结果,铸件凝固过程中降温速率在30℃/min左右,该条件下DSC曲线显示材料的固相线温度和液相线温度分别为545℃和608℃,实测固相线和液相线分别降低了12℃和8℃。以此为基础,建立了更符合工况的材料热物性数据库。2、针对汽车转向节差压铸造的实际生产过程,对模拟用三维模型进行了一定的简化;对初始条件和边界条件进行了简化和分析,设置了与实际工况较为接近的铸造系统模拟仿真边界参数。3、对铸造过程中模具温度进行了实际测量,模拟温度和实际温度的差异0.4～8.9%之间,曲线拟合结果较好;且模拟温度与实测温度在铸造周期改变时有相同的变化规律,说明模拟具有普遍性;并在考虑到热电偶测温点的热阻后进一步修正模拟温度,修正后的温度值的热电偶测温值更能反映测温点的实际温度实际测温情况,与电偶实际测量温度进行对比,6个位置的模拟温度的波峰和波谷值的平均误差均控制在3%左右,其中最大单个误差也只有7%,温度曲线形状吻合度较高,已经能达到工程上定量预测的目的。4、在温度场准确模拟的前提下对铸件铸造过程的缺陷和应力应变场进行了模拟,预测铸件的铸造缺陷,揭示铸件的变形与尺寸超差规律;模拟结果中铸件的缩松缩孔位置与金相解剖下的实际缩松缩孔位置基本一致;数值模拟与实测情况下铸件的最大变形量分别为2.85mm和3.25mm,最大变形位置相同,铸件变形分布规律基本一致,数值模拟结果可为模具设计中的反变形量设置提供量化参考。
张弘伟[9]（2019）在《K418B镍基高温合金涡轮导向器熔模铸造工艺研究》文中提出超高速、超高空、超长航时、超远航程、大推重比是现代航空发动机性能发展的主要方向,因此,航空发动机的结构设计日趋复杂,对其零部件性能与精度的要求也不断提升。涡轮导向器是航空发动机的主要结构部件之一。其中,某型号直升机航空发动机所装配的动力涡轮二级导向器结构复杂。该导向器是采用熔模铸造工艺制造,其主要的铸造缺陷是叶片排气边欠铸与粗大柱状晶。本文利用铸造模拟软件Pro CAST和材料性能计算软件JMat Pro分别进行浇注系统的数值模拟与材料性能计算。通过Pro CAST软件分析发现,温度梯度的不均匀是造成欠铸缺陷和垂直柱状晶的主要原因,可以通过给涡轮导向器型壳排气边位置增加保温层的方法来缓解由于重力浇注所造成的垂直于排气边的柱状晶出现,使其改变成等轴晶区域,同时也能更进一步解决导向器欠铸的缺陷。采用离心铸造方法,可以显着破坏铸件凝固过程中的枝晶生长,同时阻碍晶粒进一步长大,所以最终晶体只能以等轴晶状态出现。最终通过离心铸造后的导向器,其不但完成了完整的充型,同时肉眼可见导向器表面也基本由细晶化的等轴晶构成,其有望从根本上实现了消除柱状晶缺陷的目的。
宋旸[10]（2019）在《注射座阶梯式浇注系统工艺优化及仿真研究》文中提出注射座作为注塑机注射系统中的主要大型部件,需达到一定的力学性能要求。为确保注射座铸件在超声波探伤中达到2级标准,本文结合注射座的结构特点及生产现场的实际情况,初步确定设计阶梯式浇注、补缩系统和铸造工艺参数,利用Flow 3D软件模拟其充型和凝固过程,分析最终模拟结果选定合理的浇注系统方案和铸造工艺参数。本论文主要研究金属液在阶梯式浇注系统中的流动与注射座铸件易出现的铸造缺陷问题。通过建立通用模型,对比分析浇口比对金属液的流动顺序与状态的影响,优化阶梯式浇注系统组元比例。判断充型速度对紊流状态的影响,调整铸造工艺参数,获得高质量的注射座铸件。根据充型过程中的速度场、压力场和内浇口入水时间-速度曲线,确定充型前期是否出现金属液飞溅现象,中期是否出现提前溢流或回流现象,是否出现铸型侵蚀现象。改变底层内浇道的数量、形状与分布位置,增加直浇道窝,加厚中层内浇道的厚度,优化后的内浇道速度更加稳定,充型顺序更加合理。降低浇注速度,判断紊流状态和充型时间对卷气、二次氧化渣缺陷的影响。为研究卷气、氧化夹渣与缩孔等铸造缺陷的形成,借助Flow 3D仿真软件模拟计算充型过程的流动状态,基于卷气模型、表面缺陷追踪模型和缩孔模型等参数,分析铸件可能出现此三类缺陷的位置与概率。分析不同方案可知:方案二的浇注系统设计更为合理,可以有效降低铸件出现气孔、夹渣缺陷的可能性;方案三过长的浇注时间,虽然减轻了紊流状态,但是增加卷气体积分数与二次氧化渣浓度;对于使用阶梯式浇注系统的厚大断面球墨铸铁件注射座,充型过程的紊流速度判据不够准确,适当减少浇注时间更有利于降低卷气和二次氧化渣缺陷。对于铸件的凝固过程,残余熔体模数判据较为接近实际缩孔现象,本次补缩系统的设计可以有效降低缩孔缺陷形成的概率。本文通过Flow 3D仿真计算,结合工厂实际生产提出了多种缺陷的判断判据,采用优化后的浇注系统方案和铸造工艺参数,能有效地降低缺陷产生的机率,提高了注射座铸件的工艺出品率,减少生产试制时间,为铸造生产实践提供可靠的理论指导。
二、铸造缺陷的计算机分析系统的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、铸造缺陷的计算机分析系统的研究（论文提纲范文）
（1）基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 球墨铸铁概述 |
| 1.1.1 球墨铸铁铸态的组织 |
| 1.1.2 球墨铸铁的性能 |
| 1.1.3 球墨铸铁高强韧性合金化研究现状 |
| 1.1.4 球墨铸铁的生产应用 |
| 1.2 铸造技术概述 |
| 1.2.1 铸造业发展现状及趋势 |
| 1.2.2 常见铸造缺陷及防制方法 |
| 1.3 铸造模拟技术的发展及应用 |
| 1.3.1 铸造CAE技术概述 |
| 1.3.2 铸造模拟技术的发展现状 |
| 1.3.3 国内外主流模拟软件简介 |
| 1.3.4 铸造模拟技术未来发展趋势 |
| 1.4 研究的背景意义及内容 |
| 第2章 数值模拟理论基础 |
| 2.1 铸造充型过程模拟理论基础 |
| 2.1.1 充型过程数值模拟方法 |
| 2.1.2 充型过程数学模型 |
| 2.2 铸造凝固过程模拟理论基础 |
| 2.2.1 凝固过程传热学基础 |
| 2.2.2 凝固传热过程数值模型 |
| 2.2.3 缩松缩孔预测方法 |
| 2.3 铸造模拟软件MAGMA介绍 |
| 2.3.1 主要模块 |
| 2.3.2 模拟流程 |
| 2.3.3 数据库的扩展 |
| 2.3.4 相关判据 |
| 第3章 轮毂支架铸件材料成分设计及性能分析 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 化学成分的设计 |
| 3.1.2 试验球墨铸铁的制备 |
| 3.2 组织观察与性能测试 |
| 3.2.1 铸件的显微组织观察 |
| 3.2.2 铸件的力学性能测试 |
| 3.3 显微组织分析 |
| 3.3.1 金相组织分析 |
| 3.3.2 SEM组织分析 |
| 3.4 力学性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 轮毂支架的生产过程及工艺设计 |
| 4.1 轮毂支架铸件结构特点分析 |
| 4.2 汽车轮毂支架的生产过程 |
| 4.2.1 化学成分 |
| 4.2.2 熔炼工艺设计 |
| 4.2.3 球化及孕育工艺 |
| 4.3 铸造工艺方案设计 |
| 4.3.1 造型方法的选择 |
| 4.3.2 浇铸位置的选择 |
| 4.3.3 分型面的确定 |
| 4.3.4 工艺参数设计 |
| 4.3.5 砂芯设计 |
| 4.3.6 浇注系统设计 |
| 4.3.7 补缩系统设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 轮毂支架铸造过程数值模拟及结果分析 |
| 5.1 数值模拟前处理 |
| 5.1.1 轮毂支架铸造工艺建模 |
| 5.1.2 网格划分 |
| 5.1.3 计算参数设置 |
| 5.2 模拟结果分析 |
| 5.2.1 充填过程模拟结果 |
| 5.2.2 凝固过程模拟结果 |
| 5.2.3 缺陷模拟结果 |
| 5.3 铸造工艺方案的改进及模拟 |
| 5.3.1 浇注温度对模拟结果影响 |
| 5.3.2 冒口参数对模拟结果的影响 |
| 5.3.3 增设冷铁对模拟结果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（2）铸钢件浇冒口工艺优化设计方法及CAD/CAE集成系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与意义 |
| 1.2 浇冒口工艺优化设计方法研究现状 |
| 1.3 铸造CAD/CAE集成系统研究现状 |
| 1.4 目前存在的问题和主要研究内容 |
| 2 浇注系统工艺优化设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 浇注系统工艺优化设计模型 |
| 2.3 浇注系统工艺优化设计模型的求解 |
| 2.4 实验验证与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 冒口系统工艺优化设计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于流动模型补缩路径与热节的计算 |
| 3.3 基于距离场几何热节的计算 |
| 3.4 冒口系统工艺优化设计模型 |
| 3.5 冒口系统工艺优化设计模型的求解 |
| 3.6 实验验证与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 铸钢件浇冒口工艺优化CAD/CAE集成系统的开发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 CAD/CAE集成系统总体设计 |
| 4.3 CAD关键技术 |
| 4.4 工艺优化及CAE关键技术 |
| 4.5 CAD/CAE集成系统功能实现 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 实际铸钢件的应用与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基座铸钢件浇冒口系统工艺优化应用 |
| 5.3 基座铸钢件浇冒口工艺优化结果的验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的主要论文 |
| 附录2 攻读博士学位期间所获得的奖励 |
（3）拖拉机断开式桥壳砂型铸造工艺设计仿真与试验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 铸造模拟国内研究现状 |
| 1.2.1 国内外铸造技术现状 |
| 1.2.2 铸造模拟技术的发展前景 |
| 1.3 桥壳主要质量问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 研究方法及技术路线 |
| 2 桥壳铸造结构工艺性分析与工艺参数的确定 |
| 2.1 桥壳设计要求与结构分析 |
| 2.2 桥壳材质分析 |
| 2.3 桥壳主要铸造原材料组成 |
| 2.3.1 铸造原材料选择 |
| 2.3.2 铸造辅料成分要求 |
| 2.4 浇注位置的确定 |
| 2.5 分型面的确定 |
| 2.6 浇注温度的确定 |
| 2.7 桥壳铸造工艺参数确定 |
| 2.7.1 公差带确定 |
| 2.7.2 桥壳收缩率 |
| 2.7.3 砂芯设计 |
| 2.7.4 拔模斜度 |
| 2.8 桥壳原铸造工艺存在问题 |
| 2.9 本章小结 |
| 3 桥壳的液态金属充型基本理论分析与浇注系统结构设计 |
| 3.1 浇注系统设计基本理论分析 |
| 3.1.1 内浇口的位置确定 |
| 3.1.2 平均静压头值计算 |
| 3.1.3 浇注系统的选择 |
| 3.2 方案一封闭式浇注系统的设计 |
| 3.3 方案二开放式浇注系统的设计 |
| 3.4 方案三半封闭式浇注系统的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 桥壳充型凝固过程的数值模拟及补缩系统设计 |
| 4.1 Procast铸造模拟过程及目的 |
| 4.2 Procast模拟条件及参数设定 |
| 4.2.1 桥壳网格的建立 |
| 4.2.2 材料热物性参数及初始条件设置 |
| 4.3 桥壳金属液充型过程及模拟分析 |
| 4.3.1 浇注系统金属液充型过程理论分析 |
| 4.3.2 方案一封闭式浇注系统金属液充型过程分析 |
| 4.3.3 方案二开放式浇注系统金属液充型过程分析 |
| 4.3.4 方案三半封闭式浇注系统金属液充型过程分析 |
| 4.3.5 三种浇注系统金属液充型过程模拟总结 |
| 4.4 桥壳金属液的温度场模拟结果及分析 |
| 4.4.1 方案一封闭式浇注系统温度场模拟及分析 |
| 4.4.2 方案二开放式浇注系统温度场模拟及分析 |
| 4.4.3 方案三半封闭式浇注系统温度场模拟及分析 |
| 4.4.4 三种浇注系统的温度场模拟总结 |
| 4.5 金属液缩孔缩松凝固缺陷分析与对比 |
| 4.6 冒口补缩系统和冷铁激冷系统的改进设计 |
| 4.6.1 冒口的设计 |
| 4.6.2 冷铁的优化设计 |
| 4.7 浇注系统优化设计结果对比分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 断开式桥壳试验 |
| 5.1 桥壳剖切检测情况 |
| 5.2 气密性试验 |
| 6 结论 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（4）复杂零件的3D打印砂型铸造成形模拟及工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 砂型铸造发展概况 |
| 1.2.1 砂型铸造的研究现状 |
| 1.2.2 砂型铸造的关键参数 |
| 1.3 3D打印发展概况 |
| 1.3.1 3D打印原理及成形方法 |
| 1.3.2 铸造3D打印的研究现状 |
| 1.4 模拟仿真在铸造3D打印中的应用 |
| 1.5 研究内容与课题来源 |
| 1.5.1 研究目的与内容 |
| 1.5.2 课题来源 |
| 第二章 试验材料制备与分析方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 铸造方式选择及铸件制备 |
| 2.2.1 铸造方式选择 |
| 2.2.2 合金熔炼 |
| 2.2.3 热处理工艺 |
| 2.3 砂型的制备及关键性能参数 |
| 2.3.1 砂型打印设备及原理 |
| 2.3.2 砂型打印原料及性能测试 |
| 2.4 显微组织分析方法 |
| 2.5 性能测试分析方法 |
| 第三章 3D打印砂型铸造工艺参数优化 |
| 3.1 铸型对铸件组织及性能的影响 |
| 3.1.1 铸型对铸件显微组织的影响分析 |
| 3.1.2 铸型对铸件力学性能的影响分析 |
| 3.1.3 铸型对铸件密度的影响分析 |
| 3.2 温度对3D打印砂型铸件组织及性能的影响 |
| 3.2.1 砂型预热和浇注初温对铸件显微组织的影响分析 |
| 3.2.2 砂型预热和浇注初温对铸件力学性能的影响分析 |
| 3.3 打印层厚对铸件组织及性能的影响 |
| 3.3.1 砂型打印层厚对铸件显微组织的影响分析 |
| 3.3.2 砂型打印层厚对铸件密度与力学性能的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 缸体铸件的浇注系统设计及模拟仿真 |
| 4.1 缸体铸件浇注系统设计 |
| 4.1.1 缸体铸件介绍及特点分析 |
| 4.1.2 浇冒口设计 |
| 4.1.3 冷铁及排气系统设计 |
| 4.2 模拟仿真设计 |
| 4.2.1 网格剖分及参数设置 |
| 4.2.2 温度场求解模型 |
| 4.2.2.1 充型过程理论模型计算 |
| 4.2.2.2 凝固过程理论模型计算 |
| 4.3 模拟仿真结果 |
| 4.3.1 充型过程与流动场的结果分析 |
| 4.3.2 凝固过程与温度场的结果分析 |
| 4.3.3 铸件成形缺陷模拟的结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 缸体铸件的3D打印快速铸造 |
| 5.1 缸体砂型的3D打印 |
| 5.2 砂型处理及缸体试制 |
| 5.2.1 浇注前的砂型处理 |
| 5.2.2 缸体的试制及后处理 |
| 5.3 缸体铸件的组织及性能检测分析 |
| 5.3.1 宏观形貌及试压检测分析 |
| 5.3.2 显微组织形貌分析 |
| 5.3.3 力学性能检测分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 本文的创新 |
| 进一步研究建议 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）基于深度学习的增压器铸造缺陷检测算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 传统图像处理方法在缺陷检测中的应用 |
| 1.2.2 深度学习方法在缺陷检测中的应用 |
| 1.3 本文篇章安排及主要内容 |
| 2 深度学习基本概念及算法分析 |
| 2.1 深度学习理论基础 |
| 2.1.1 多层感知器 |
| 2.1.2 BP算法 |
| 2.1.3 深度学习概述 |
| 2.2 卷积神经网络相关概念 |
| 2.2.1 卷积神经网络定义 |
| 2.2.2 卷积层 |
| 2.2.3 非线性激活函数层 |
| 2.2.4 池化层 |
| 2.2.5 全连接层 |
| 2.2.6 批量归一化 |
| 2.3 双阶段目标检测算法 |
| 2.3.1 R-CNN |
| 2.3.2 Fast R-CNN |
| 2.3.3 Faster R-CNN |
| 2.4 单阶段目标检测算法 |
| 2.4.1 SSD系列算法 |
| 2.4.2 YOLO系列算法 |
| 2.5 算法对比及缺陷检测需求分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 缺陷图像预处理及数据增强 |
| 3.1 研究对象及缺陷种类分析 |
| 3.1.1 研究对象分析 |
| 3.1.2 铸造缺陷分析 |
| 3.1.3 检测技术指标 |
| 3.2 图像降噪处理 |
| 3.2.1 图像降噪算法分析 |
| 3.2.2 降噪处理实验及结果分析 |
| 3.3 数据增强 |
| 3.3.1 数据集标注 |
| 3.3.2 基于几何空间的数据增强 |
| 3.3.3 基于色彩空间的数据增强 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于深度学习的增压器铸造缺陷检测算法及后处理 |
| 4.1 算法网络框架 |
| 4.1.1 主干网络 |
| 4.1.2 基于多路径融合的检测网络 |
| 4.2 缺陷检测算法的训练 |
| 4.2.1 位置回归评估标准 |
| 4.2.2 算法训练策略 |
| 4.3 实验结果与算法性能分析 |
| 4.3.1 数据量对训练效果影响 |
| 4.3.2 缺陷检测算法性能测试 |
| 4.4 缺陷图像后处理 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）乘用车转向节铝合金铸件金属型重力铸造缺陷成因及工艺优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 乘用车转向节的定义及分类 |
| 1.1.2 乘用车铝合金转向节的研究意义 |
| 1.1.3 转向节工艺分类 |
| 1.1.4 铝合金转向节重力铸造缺陷及数值模拟意义 |
| 1.2 相关技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 转向节研究现状 |
| 1.2.2 国内外数值模拟工艺研究现状 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 第2章 乘用车转向节铝铸造成型的数值研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数学模型 |
| 2.3 流体充型流动 |
| 2.3.1 传热及凝固 |
| 2.4 转向节铸造成型过程数值模拟 |
| 2.4.1 倾转重力铸造转向节结构描述 |
| 2.4.2 MAGMA仿真实验 |
| 2.4.3 仿真实验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 乘用车转向节重力金属型铸造缺陷成因分析及优化 |
| 3.1 铸件工艺性分析 |
| 3.2 铸造成型的缺陷成因分析 |
| 3.2.1 原料因素 |
| 3.2.2 充型过程的缺陷产生 |
| 3.2.3 模具温度场对铸件凝固的影响 |
| 3.3 判断缩松与缩孔 |
| 3.4 转向节铸造缺陷实验分析 |
| 3.4.1 缺陷统计 |
| 3.4.2 缺陷分布特征和形貌 |
| 3.5 针对缺陷的工艺优化 |
| 3.5.1 转向节铸造的原浇注系统分析 |
| 3.5.2 浇注方案优化 |
| 3.5.3 加冒口前后的微观组织分析 |
| 3.5.4 局部加风冷前后的微观组织分析 |
| 3.5.5 铸造工艺优化前后孔隙率评定 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 铝合金转向节微观组织分析和力学性能验证 |
| 4.1 重力铸造铝合金转向节工艺流程分析 |
| 4.1.1 铝合金熔炼 |
| 4.1.2 铝合金精炼 |
| 4.1.3 铝合金溶液质量检测 |
| 4.2 重力铸造铝合金转向节微观组织分析 |
| 4.2.1 Al.Si.Mg系铝合金相图理论分析 |
| 4.2.2 铸造铝合金A356的微观组织分析 |
| 4.2.3 铸造铝合金A356的固溶处理对组织的影响分析 |
| 4.2.4 固溶处理温度对晶粒尺寸的影响 |
| 4.2.5 时效处理温度对硬度的影响 |
| 4.2.6 不同时效处理温度对微观组织的影响 |
| 4.3 重力铸造铝合金转向节力学性能验证 |
| 4.3.1 力学性能测试 |
| 4.3.2 转向节A356的力学性能测试仪 |
| 4.3.3 转向节力学性能测试结果与分析 |
| 4.3.4 转向节拉伸后的断口分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 乘用车铝合金转向节重力铸造工艺参数 |
| 附录B 博士研究生期间承担的项目 |
| 攻读学位期间主要取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）风机叶轮的低压铸造工艺模拟研究和模具设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 数值模拟技术在低压铸造领域的研究概述 |
| 1.2.1 国外数值模拟技术发展 |
| 1.2.2 国内数值模拟技术发展 |
| 1.2.3 铸造模拟软件应用现状 |
| 1.3 课题研究对象 |
| 1.3.1 风机叶轮 |
| 1.3.2 铸造铝合金 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 1.5 课题研究的目的及意义 |
| 第2章 叶轮铸件现行工艺及主要问题 |
| 2.1 叶轮铸件结构特点及工况分析 |
| 2.1.1 叶轮铸件结构特点 |
| 2.1.2 叶轮铸件工艺性分析 |
| 2.1.3 叶轮铸件工况条件 |
| 2.1.4 叶轮铸件技术要求 |
| 2.2 叶轮铸件现行低压铸造工艺 |
| 2.3 叶轮铸件采用现行工艺生产存在的主要问题 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 叶轮铸件现行工艺模拟结果分析 |
| 3.1 叶轮铸件充型过程模拟 |
| 3.1.1 铸件充型顺序模拟结果 |
| 3.1.2 铸件气孔夹渣类缺陷预测 |
| 3.1.3 铸件浇不足缺陷预测 |
| 3.2 叶轮铸件凝固过程模拟结果分析 |
| 3.2.1 叶轮铸件凝固时间与冷却速度分析 |
| 3.2.2 叶轮铸件缩孔、缩松缺陷模拟结果分析 |
| 3.2.3 叶轮铸件组织和性能模拟结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 叶轮铸件工艺优化模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 改进方案一 |
| 4.2.1 改进方案一模拟结果分析 |
| 4.3 改进方案二 |
| 4.3.1 改进方案二模拟结果分析 |
| 4.3.2 改进方案二模具优化 |
| 4.3.3 改进方案二模具优化后模拟结果 |
| 4.4 改进方案三 |
| 4.4.1 改进方案三模拟结果分析 |
| 4.4.2 改进方案三浇注系统优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 叶轮铸件低压铸造工艺参数优化 |
| 5.1 工艺参数的选择 |
| 5.2 正交试验设计 |
| 5.2.1 正交试验考核指标的选择 |
| 5.2.2 工艺参数的选择和水平的确定 |
| 5.3 正交试验结果分析 |
| 5.3.1 叶轮铸件孔隙体积的极差分析 |
| 5.3.2 叶轮铸件卷气氧化夹渣评级的极差分析 |
| 5.3.3 叶轮铸件二次枝晶臂间距SDAS极差分析 |
| 5.3.4 最佳工艺参数的确定 |
| 5.4 优化工艺模拟验证 |
| 5.4.1 叶轮铸件卷气分析 |
| 5.4.2 叶轮铸件收缩缺陷分析 |
| 5.4.3 叶轮铸件强度及二次枝晶臂间距SDAS分析 |
| 5.5 优化工艺生产验证 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 叶轮铸件模具主体结构设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 改进方案二模具主体结构设计 |
| 6.2.1 浇注系统设计 |
| 6.2.2 铸型组件设计 |
| 6.2.3 砂芯系统设计 |
| 6.3 改进方案三模具主体结构设计 |
| 6.3.1 浇注系统设计 |
| 6.3.2 铸型组件设计 |
| 6.3.3 砂芯系统设计 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结 |
| 参考文献 |
| 后记 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
（8）铝合金差压铸造过程中复杂温度场演化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的来源、背景和意义 |
| 1.1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.2 课题的研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 铸造过程数值模拟发展 |
| 1.2.2 铸件过程数值模拟的常用方法 |
| 1.2.3 差压铸造仿真研究现状 |
| 1.2.4 铸造模拟影响因素 |
| 1.3 课题研究的主要内容 |
| 第二章 参数采集与结果验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 AlSi_7Mg_(0.3)铝合金热物性参数采集 |
| 2.2.1 材料密度及线膨胀系数 |
| 2.2.2 铝合金材料比热 |
| 2.2.3 材料热扩散系数及热传导系数 |
| 2.2.4 固液相线温度及固相分数 |
| 2.2.5 材料的焓、潜热及粘度 |
| 2.3 铸型材料的热物性参数采集 |
| 2.4 铸造过程温度场实测 |
| 2.5 铸件性能测试 |
| 2.5.1 铸件缺陷分析 |
| 2.5.2 铸件变形测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 物理模型构建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铸造过程分析 |
| 3.3 有限元模型 |
| 3.4 初始条件 |
| 3.5 边界条件 |
| 3.5.1 压力条件的设置 |
| 3.5.2 水冷条件的设置 |
| 3.5.3 界面换热的设置 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 充型行为与温度场分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 充填及凝固过程数值模拟结果和分析 |
| 4.2.1 充型结果分析 |
| 4.2.2 凝固结果分析 |
| 4.3 模具温度场分析 |
| 4.3.1 温度场实测曲线 |
| 4.3.2 模拟温度数据采集及对比 |
| 4.3.3 模拟温度修正 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 缺陷及应力应变场分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 生产过程分析 |
| 5.3 建立物理模型 |
| 5.4 缩松缩孔预测 |
| 5.5 应力应变仿真结果与分析 |
| 5.5.1 残余应力分布 |
| 5.5.2 应力产生规律分析 |
| 5.5.3 铸件变形分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 1. 发表的学术论文 |
| 2. 取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（9）K418B镍基高温合金涡轮导向器熔模铸造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景和意义 |
| 1.2 熔模铸造发展现状 |
| 1.2.1 熔模铸造简介 |
| 1.2.2 熔模铸造发展现状 |
| 1.2.3 熔模铸造在航空领域中的应用 |
| 1.3 离心铸造工艺及研究现状 |
| 1.3.1 离心铸造工艺及其特点 |
| 1.3.2 中国离心铸造技术现状 |
| 1.3.3 离心铸造技术国外研究现状 |
| 1.4 金属铸造数值模拟方法 |
| 1.4.1 金属铸造数值模拟方法发展现状 |
| 1.4.2 铸造充型过程数值模拟方法研究现状 |
| 1.4.3 Pro CAST软件简介 |
| 1.5 铸造高温合金 |
| 1.5.1 高温合金概述 |
| 1.5.2 国内铸造高温合金研究现状 |
| 1.5.3 高温合金材料性能计算 |
| 1.5.4 JMat Pro简介 |
| 1.6 论文的研究内容 |
| 第二章 涡轮导向器陶瓷型壳制备 |
| 2.1 型壳选材 |
| 2.1.1 面层耐火材料 |
| 2.1.2 背层耐火材料 |
| 2.1.3 粘结剂 |
| 2.1.4 助剂 |
| 2.2 型壳浆料的制备 |
| 2.3 浆料基本性能测试方法的建立 |
| 2.3.1 浆料的温度 |
| 2.3.2 浆料的pH |
| 2.3.3 浆料粘度-粘度杯法 |
| 2.3.4 浆料密度-重量/体积法 |
| 2.3.5 面层浆料气泡状态的测试 |
| 2.3.6 浆料板型涂挂量测试 |
| 2.4 浆料的性能表征 |
| 2.5 陶瓷型壳的制备与性能检测 |
| 2.5.1 熔模的准备 |
| 2.5.2 陶瓷型壳的制备工艺 |
| 2.5.3 陶瓷型壳的基本性能 |
| 本章小结 |
| 第三章 动力涡轮二级导向器铸造模拟边界与初始条件建立 |
| 3.1 零件描述与存在缺陷 |
| 3.1.1 零件描述 |
| 3.1.2 存在缺陷 |
| 3.2 浇注系统设计 |
| 3.3 数值模拟初始条件与边界条件 |
| 3.3.1 合金成分与材料性能 |
| 3.3.2 模型与网格划分 |
| 3.3.3 边界条件与初始条件 |
| 本章小结 |
| 第四章 重力浇注条件下的数值模拟与铸造缺陷控制 |
| 4.1 金属液流动过程分析 |
| 4.2 凝固过程温度场分布 |
| 4.3 重力浇注条件下的铸件凝固缺陷分析 |
| 4.4 重力铸造条件下的欠铸与柱状晶缺陷的抑制方法 |
| 本章小结 |
| 第五章 离心力浇注条件下的数值模拟与铸造缺陷控制 |
| 5.1 金属液流动过程分析 |
| 5.2 凝固过程温度场分布 |
| 5.3 凝固缺陷分布 |
| 5.4 离心铸造实物验证 |
| 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）注射座阶梯式浇注系统工艺优化及仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 注塑机产业及注射座发展概述 |
| 1.2.1 产业概述 |
| 1.2.2 注射座概述 |
| 1.3 铸造仿真技术概述 |
| 1.3.1 国外铸造数值模拟发展 |
| 1.3.2 国内铸造数值模拟发展 |
| 1.4 课题研究背景及主要内容 |
| 1.4.1 背景与意义 |
| 1.4.2 主要内容 |
| 第二章 铸造过程数值模拟理论基础及软件介绍 |
| 2.1 充型过程控制方程 |
| 2.2 紊流模型 |
| 2.2.1 紊流状态概述 |
| 2.2.2 雷诺方程 |
| 2.2.3 RNG(重整化群)K-Epsilon模型 |
| 2.3 凝固过程数学模型 |
| 2.3.1 热传导 |
| 2.3.2 对流传热 |
| 2.3.3 辐射换热 |
| 2.4 初始条件与边界条件 |
| 2.4.1 初始条件 |
| 2.4.2 边界条件 |
| 2.5 缺陷形成机理及判据 |
| 2.5.1 缩孔缩松形成及判据 |
| 2.5.2 二次氧化渣形成及判据 |
| 2.5.3 气孔形成及判据 |
| 2.6 Flow-3D软件简介 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 阶梯式浇注系统设计工艺探究 |
| 3.1 阶梯式浇注系统分类 |
| 3.2 阶梯式浇注系统通用模型设计与仿真模拟 |
| 3.2.1 组元比例设计 |
| 3.2.2 方案一 |
| 3.2.3 方案二 |
| 3.2.4 方案三 |
| 3.3 探究与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 注射座铸造工艺设计与优化 |
| 4.1 铸造工艺设计基础 |
| 4.1.1 注射座铸件结构分析 |
| 4.1.2 炉前处理及原辅材料选定 |
| 4.1.3 QT500铸造性能 |
| 4.1.4 注射座工艺性分析 |
| 4.2 铸造方案设计及优化 |
| 4.2.1 浇注系统设计 |
| 4.2.2 冒口设计 |
| 4.2.3 冷铁设计 |
| 4.2.4 排气通道设计 |
| 4.2.5 仿真模拟前处理过程 |
| 4.2.6 方案一 |
| 4.2.7 方案二 |
| 4.2.8 方案三 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 注射座铸造缺陷仿真模拟及分析 |
| 5.1 Flow3D中铸造缺陷理论模型 |
| 5.1.1 卷气缺陷理论 |
| 5.1.2 二次氧化渣缺陷理论 |
| 5.1.3 缩孔缩松缺陷理论 |
| 5.2 卷气模拟分析 |
| 5.2.1 方案一 |
| 5.2.2 方案二 |
| 5.2.3 方案三 |
| 5.2.4 卷气对比验证分析 |
| 5.3 二次氧化渣分析 |
| 5.3.1 方案一 |
| 5.3.2 方案二 |
| 5.3.3 方案三 |
| 5.3.4 二次氧化渣对比验证分析 |
| 5.4 缩孔缩松分析 |
| 5.4.1 缩孔模型判据分析 |
| 5.4.2 方案二凝固分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、铸造缺陷的计算机分析系统的研究（论文参考文献）
- [1]基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究[D]. 张梦琪. 长春工业大学, 2021(01)
- [2]铸钢件浇冒口工艺优化设计方法及CAD/CAE集成系统的研究[D]. 王瞳. 华中科技大学, 2020
- [3]拖拉机断开式桥壳砂型铸造工艺设计仿真与试验研究[D]. 周大庆. 山东农业大学, 2020(01)
- [4]复杂零件的3D打印砂型铸造成形模拟及工艺研究[D]. 徐伟业. 华南理工大学, 2020
- [5]基于深度学习的增压器铸造缺陷检测算法研究[D]. 陈相吉. 大连理工大学, 2020(02)
- [6]乘用车转向节铝合金铸件金属型重力铸造缺陷成因及工艺优化研究[D]. 单际强. 长春理工大学, 2020(02)
- [7]风机叶轮的低压铸造工艺模拟研究和模具设计[D]. 邢甜甜. 山东建筑大学, 2020(11)
- [8]铝合金差压铸造过程中复杂温度场演化研究[D]. 田运灿. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [9]K418B镍基高温合金涡轮导向器熔模铸造工艺研究[D]. 张弘伟. 上海交通大学, 2019(01)
- [10]注射座阶梯式浇注系统工艺优化及仿真研究[D]. 宋旸. 大连交通大学, 2019(08)