摩托车减震筒成型过程温度场数值模拟

摘要

该文针对大批量生产的嘉陵—100摩托车铝合金减震筒重力铸造成型过程中的温度场进行了测试研究,并采用大型有限元分析软件ANSYS对该减震筒凝固过程的温度场进行了数值模拟.研究表明:(1)采用80通道巡检仪对铸造成型过程的温度场进行测试,方便高效,检测点多,所数显及打印的测试点温度响应速度快,数据可靠,可推广到类似零件成型过程的温度场测试.(2)有限元软件ANSYS可以直观形象地给出摩托车减震筒凝固成型过程的温度场分布云图,也可以给出温度随时间的变化曲线或采用表格形式给出温度与时间之间的对应数值,高效、实用.(3)对比分析表明,数值模拟结果与实测温度值基本吻合,两种方法获得的温度变化趋势与规律比较一致.(4)在重力铸造摩托车减震筒凝固成型过程中,沿径向的温度梯度相对较大,而沿轴向的温度梯度相对较小.在实际生产工况下,可将沿模具径向分布的冷却水道改为置于该模具的底部,该底部的模具可采用铜型,以提高沿轴向的温度梯度,减弱径向的温度梯度.同时还可采用沿模具型腔表面从下至上逐渐增厚涂料层的工艺措施.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题研究目的及意义

1.2国外数值模拟研究现状和发展趋势

1.3国内数值模拟研究现状和发展趋势

1.4凝固过程模拟软件的开发状况

1.5凝固过程计算机数值模拟存在的问题

1.6主要研究内容及总体流程图

第二章摩托车减震筒凝固成型过程温度场的测试研究

2.1温度场测试准备

2.1.1摩托车减震筒金属型重力铸造模具结构及零件毛坯图

2.1.2测温点位置选择

2.1.3涂料配比

2.1.4热电偶

2.1.5摩托车减震筒成型过程及温度场测试流程图

2.2测温仪介绍及程序编制

2.3减震筒铸造过程温度场的测试

2.4本章小结

第三章凝固过程数值模拟理论基础及算法

3.1各种数值模拟方法比较

3.2有限元法

3.2.1有限元法介绍

3.2.2有限元法分类

3.2.3加权余量法的基本概念

3.2.4温度场问题的基本方程

3.3求解条件的处理

3.3.1初始条件以及边界条件的确定

3.3.2热物参数的确定

3.3.3潜热处理

第四章凝固过程温度场数值模拟

4.1凝固模拟过程的假设

4.2用ANSYS进行凝固数值模拟

4.2.1 ANSYS介绍

4.2.2 ANSYS软件分析步骤

4.2.3热物参数的设置

4.2.4几何造型

4.2.5网格划分

4.2.6施加载荷

4.2.7分析步骤以及后处理

4.3计算结果

4.3.1计算温度云图

4.3.2计算结果比较及讨论

4.3.3本章小结

第五章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

声明