球墨铸铁组织形成的数值模拟研究

球墨铸铁组织形成的数值模拟研究

一、Study on numerical simulation of nodular graphite iron microstructure formation(论文文献综述)

王峰[1](2021)在《球墨铸铁的应用及技术发展》文中提出球墨铸铁以独特的性能优势被广泛应用于工业生产领域。基于现代球墨铸铁的应用及发展,归纳了其性能与工艺特点,并分析了其应用发展趋势。通过简述球墨铸铁的应用情况,研究了其在实际应用中的优势;阐述了球墨铸铁的生产发展过程,重点介绍了其中的2个重要处理工艺,即热处理和球化处理。此外,对球墨铸铁的发展过程和生产现状进行了陈述,旨在为球墨铸铁应用及技术的进一步发展奠定基础。

郑国华,张欣耀,陈沛,单建军,田庆年[2](2021)在《球墨铸铁断裂韧度测试技术研究进展》文中研究指明断裂韧度是材料重要的抗断指标。总结了平面应变断裂韧度、弹塑性断裂韧度、裂纹尖端张开位移和动态断裂韧度测试技术的研究概况及在球墨铸铁材料上的应用,介绍了温度、显微组织、试样尺寸对球墨铸铁断裂韧度的影响规律,探讨了球墨铸铁断裂韧度试样中的裂纹长度测试问题,介绍了基于J-Q(J积分-三轴性应力因子)理论的球墨铸铁断裂韧度测试方法;认为基于J-Q理论的多参数断裂韧度测试是未来研究的重点,并且若要使断裂韧度真正用于工程安全评定,必须在测试时综合考虑实际服役时的加载模式及环境。

魏冬冬,徐贵宝,张军,汪义,查明晖[3](2021)在《风电球墨铸铁行星架铸造工艺研究》文中研究指明对风电球墨铸铁行星架的铸造工艺进行了系统的研究,并利用Magma数值模拟软件进行了工艺优化。针对行星架的结构特点和技术要求,浇注系统采用底注多内浇道进铁液。在工艺上,将冒口与冷铁相结合,严格控制化学成分,采用多次孕育,选取钇基重稀土球化剂,适当降低浇注温度,可有效改善铸态组织,提高铸件致密度和材质性能。正火时应特别注意冷却方式,以保证珠光体含量,从而提高铸件力学性能。

姜巨福,李明星,王迎[4](2021)在《铝合金挤压铸造技术研究进展》文中指出挤压铸造技术是在压力作用下完成金属液的充型、凝固结晶和补缩过程,利用高压实现细化晶粒尺寸、改善组织形貌和调控铸造缺陷,这是一种集铸造和锻造技术优势为一身的精密、近净、绿色成形技术。目前,铝合金是挤压铸造技术应用的主要材料之一。从铝合金挤压铸造过程中的传热传质理论、数值模拟技术、铝合金挤压铸造装备发展、铝合金挤压铸造工艺及铝合金挤压铸造发展方向展望5个方面,对国内外铝合金挤压铸造技术的发展现状进行了综合论述和分析,为铝合金挤压铸造技术的发展和进一步推广应用提供一定的参考。

张帅军[5](2021)在《形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的制备与性能研究》文中指出冲蚀磨损是指材料表面遭受小而松散的流动颗粒冲击时,材料表面出现质量损失的一类磨损现象,其会降低设备的使用可靠性、缩短设备的工作寿命。据不完全统计,我国每年由于磨损造成的经济损失高达400亿元,而冲蚀磨损的占比就高达8%。冲蚀磨损不仅会造成材料磨损、能源消耗和经济损失等问题,在一些工况复杂并且对设备可靠性要求高的领域,它的危害甚至是致命的。由此可见,降低冲蚀磨损导致的危害是工程实际中亟待解决的重要课题。现阶段,为了克服冲蚀磨损问题,学者们开发出了材料改性、表面涂层、复合材料和改进设计等方案来提升材料的抗冲蚀性能。虽然上述方案已经广泛地应用于多种工业领域,但是冲蚀磨损在各领域造成的重大问题依然没有得到完美地解决。而从仿生学角度出发,进行仿生抗冲蚀研究,可以为冲蚀磨损问题提供新的解决方案。生物经历亿万年的进化,其体表生物特征早已进化出特定生存环境下的最优组合,研究生物体表的生物特征可以为制备抗冲蚀功能表面开辟出一条捷径。沙漠中风沙天气频发,生活在沙漠中的生物在长期的风沙冲蚀作用下,体表进化出了可以抵御风沙的生物特征,使沙漠生物具有优异的抗冲蚀性能,这些生物特征给材料抗冲蚀研究提供了新灵感、新借鉴。本文以生活在沙漠中的典型生物黑粗尾蝎(Parabuthus transvaalicus)和红柳(tamarisk)为生物模本,建立了形态-材料耦合仿生抗冲蚀模型;提出了大面积精确制备形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的方法,并测试了其基本性能;完成了形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面对冲蚀过程影响的数值模拟;进行了形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的冲蚀磨损试验,并揭示了形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的抗冲蚀机理。本文的主要研究内容如下:(1)形态-材料耦合仿生抗冲蚀模型的设计与优化。在课题组前期的研究基础上,对生活在沙漠中的典型动物黑粗尾蝎和典型植物红柳的抗冲蚀特性进行了深入地分析,建立了两种生物的形态-材料生物耦合抗冲蚀模型。结合耦合仿生学原理,提出了仿生模型的并行优化设计方案。根据工程实际需求,建立了一种新型的形态-材料耦合仿生抗冲蚀模型。同时,还进行了形态-材料耦合仿生抗冲蚀模型的尺寸参数设计。(2)形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的制备与基本性能测试。面对大面积、尺寸精确制备的需求,提出了形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的制备方法,该方法可以分为线切割工艺制备凹槽表面形态和电镀工艺制备凸包表面形态和异质材料两个阶段。同时,对制备出的形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面进行了镀层晶相、物相间结合力、表面形态尺寸、异质材料尺寸和镀层微观硬度与弹性模量等基本性能测试,结果表明,提出的方法可以实现形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的精确制备。(3)形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面冲蚀过程的数值模拟。对形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的冲蚀磨损过程进行了流体力学和瞬态动力学数值模拟,分析了仿生表面形态和异质材料对冲蚀磨损过程的影响。流体力学数值模拟结果表明,仿生表面形态可以改变流场分布和冲蚀粒子速度,但是单独的仿生表面形态只能在气-固两相流入射角度为20°、30°和40°时明显提升材料的抗冲蚀性能。瞬态动力学数值模拟结果表明,异质材料在不同冲蚀粒子入射角度时均可以提升材料的抗冲蚀性能,而且凸包部位异质材料的抗冲蚀性能提升效果优于平面和凹槽部位异质材料。(4)形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的冲蚀磨损试验与抗冲蚀机理分析。对制备完成的形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面进行抗冲蚀性能测试,试验结果表明,其具备良好的抗冲蚀性能,不同气-固两相流入射角度下,其对抗冲蚀性能的提升率不同,提升范围在28.88%-50.96%之间。冲蚀后表面微观形貌的分析结果表明,凹槽和凸包表面形态可以明显改变材料表面的材料损失形式,进而影响冲蚀磨损过程。同时,对形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面抗冲蚀机理进行了分析,在冲蚀粒子与材料表面接触前、接触瞬间和接触后三个阶段,其分别具有仿生表面形态改变冲蚀粒子运动状态、仿生表面形态改变冲蚀粒子入射角度、异质材料软质层降低用于表层材料冲蚀磨损能量和异质材料硬质层提升表层材料抵御局部压入或者刻划破裂性能的抗冲蚀机理。在冲蚀磨损的不同阶段,仿生表面形态和异质材料通过上述几种机理的协同作用,最终达到不同气-固两相流入射角度时均能提升材料抗冲蚀性能的效果。

李晓飞[6](2021)在《铸铁同质焊接工艺设计》文中进行了进一步梳理由于双重相变特性,灰铸铁同质焊接区易产生白口和淬硬组织。生产中常采用预热600℃~700℃的热态焊和预热350℃~400℃的半热态焊方法,其大多凭借经验制定热过程温度,往往造成预热不足或者能源浪费。本文在计算铸铁相变临界冷速基础上,采用有限差分法建立铸铁焊接温度场模型,对铸铁焊接热过程进行可视化模拟,运用温度场数值模拟与焊接试验相结合的方法,分析焊接工艺主要参数对焊区冷速的影响规律,确定并优化焊接工艺参数,以达到节约铸件再制造成本的目的。计算结果表明:HT250不产生白口的临界冷速Vc为66.1℃/s,不产生淬硬组织的临界冷却时间为t8/5为30s;QT450-10不产生白口组织的临界冷速Vc为41.2℃/s,不产生淬硬组织的临界冷却时间为47s。数值分析与模拟结果表明:焊接区凝固冷速最大的部位在熔合区,连续固态相变冷速最大位置在过热区。焊件板厚、预热温度、焊接电流及后热温度对铸铁焊接温度场均有较大影响,焊件板厚越大、焊接区冷速越快,通过增大焊接电流、升高预热温度以及增大焊件预制缺陷尺寸等可以有效降低焊接区冷速。对于板厚小于15mm的薄壁灰铸铁件,如若焊接时间大于35s,无需焊前预热便可使熔合区冷速小于临界冷速;对于壁厚大于30mm的厚大铸铁件,焊接时间大于35s,需要预热到250℃以上才可避免白口组织的产生。球墨铸铁件无法在冷焊条件下实现同质焊接的修复,壁厚小于15mm的球铁件,需预热1 50℃以上且焊接持续时间大于35s;厚度大于等于30mm的球铁铸件,需热到480℃以上方可避免白口组织和淬硬组织产生。试验结果表明:对厚度为20mm、预制圆锥形缺陷尺寸为Φ20mm×8mm的灰铁HT250焊件,采用200℃预热、215A电流的焊接工艺连续焊接可避免焊接区出现白口组织和淬硬组织;提高预热温度至300℃、或增大焊接电流至250A、或增大焊件预制缺陷尺寸到Φ24mm×8mm,可使焊接区铁素体含量增加,硬度下降;空冷条件下无法避免热影响区马氏体的出现,配合焊后200℃的随炉缓冷,可使基体中铁素体含量增多,熔合区硬度降至246HBW。球铁的白口倾向大于灰铸铁,厚度为20mm、焊件预制缺陷尺寸为Φ20mm ×8mm的QT450-10球铁件在400℃预热、250A电流连续焊接条件下依然有莱氏体产生,熔合区硬度高达300HBW。继续增大预热温度至550℃,焊接区白口基本消失,熔合区硬度降至253HBW;随着焊后缓冷温度的增加,热影响区铁素体含量增多。

全真[7](2021)在《盖包法出流水力模拟及包盖设计参数优化》文中研究说明球墨铸铁因其具备良好的综合性能、生产过程简易,成本较为低廉,被广泛应用于生产生活之中,如车船配件、机械配件等。我国球墨铸铁件产量逐年攀升,而决定球墨铸铁质量的关键环节在于球化工艺。近年来,随着我国对铸件质量和节能环保的要求也不断提高,很多企业开始采用盖包球化取代冲入法球化。但迄今,企业在包盖结构和工艺参数设计方面各不相同,没有统一的设计标准;盖包法对漏孔直径和浇杯液池高度及浇包有效高度均具有严格的要求,各工艺参数的选取直接影响铁液的球化效果和冶金质量;铁液温降明显大于普通冲入法。因此,通过深入研究盖包球化过程中铁液的流动规律,建立相关理论模型,进一步优化盖包球化处理工艺及设计参数,对提高铁液球化质量,加速盖包球化工艺推广进程及球铁件批量稳定生产具有一定的实际意义。本文通过建立杯-孔二单元水力模拟实验模型,探索孔口出流实际压头、孔口流速、流量系数与杯液高度、截面比、杯底形状、漏孔结构及尺寸之间的相关规律,建立了孔口出流流量系数理论计算模型,介绍了包盖设计规程以及探索了包盖设计参数对球化冶金质量指标的影响规律。主要得出以下结论:(1)通过水力模拟实验,观察和分析了孔口出流的基本特征和孔口周围的压头分布,随着孔径的增大,浇杯内紊流程度加剧,孔口出流流股喷洒状态也愈加激烈,出流流股趋向于向外侧偏移;距离孔中心越远实际压头越大,并且,正压状态下孔口中心的压头比常压下大很多;孔口出流速度具有明显的不对称性,而且随着漏孔孔径的增大,流速的不对称性显着增强。(2)对比研究了不同压力状态、截面比、液面高度、圆角系数R/Φ0和杯底结构对实际压头、孔口流速及流量系数的影响。随着截面比的增大,实际压头和孔口流速及流量系数先急剧增大,尔后趋于平缓;并且,常压下的实际压头比正压下要小,而孔口流速、流量系数始终比正压下要大;当截面比K>42.25以后,随着截面比的增大,流量系数随液池高度的增大而增大;随着圆角系数R/Φ0增大,流量系数先是增大,尔后趋于平缓;在漏孔直径和液面高度一定的条件下,曲面底浇杯的流量系数大于平面底浇杯。(3)通过多元回归分析方法获得了平面底浇杯、曲面底浇杯及正压、常压状态下盖包法出流流量系数μ理论预测模型,藉此可以实现盖包法出流工艺参数的优化设计。(4)基于水力模拟实验建立了盖包出流工程计算方法,理论预测了避免进水口出现漏斗状吸气旋涡的临界液面高度。结合某公司生产实际,按1.15t出铁量对包盖结构和工艺参数进行优化设计,推荐的曲面底浇杯参数为漏孔直径Φ0=6.3cm,孔口圆角半径R=9mm,浇杯直径D=46cm。对应的铁液温降在80~100℃,与之前相比铁液降温减少了30~40℃,注液时间约60s,镁的吸收率远高于冲入法和喂丝法,达到70%。

常江[8](2021)在《钢锭凝固、轧制过程数值模拟与钢锭的设计优化》文中认为

张梦琪[9](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。

介璐阳[10](2021)在《汽车转向节铸造成型数值模拟及工艺优化》文中指出转向节作为汽车转向桥上的重要零件,在承受车身载荷和路面冲击的同时,还要承受刹车和转向时的扭力,工作环境非常恶劣。因此,转向节对结构、强度、塑韧性和减震性能要求均较高,其性能的优劣也直接决定了汽车的使用安全。QT400-15与QT450-10球墨铸铁由于成本低、综合力学性能好的特点,是目前转向节零件的典型材料。但是,随着汽车性能的逐步提升,其强度的不足将降低转向节的使用寿命。同时,由于球墨铸铁独特的糊状凝固方式,铸件容易出现缩松、缩孔等缺陷,质量不稳定。所以,开发适应高安全性能汽车的高强韧性球墨铸铁汽车转向节产品得到汽车铸造行业的广泛关注。本文以球墨铸铁汽车转向节为研究对象,通过对化学成分的设计与调控,制备出了一种满足汽车转向节性能要求的高强韧球墨铸铁材料,研究分析了C、Si元素对Cu合金化球墨铸铁中石墨球、基体组织以及力学性能的影响。并且通过对转向节的结构及铸造工艺性分析,设计了铸造工艺方案。采用Magmasoft模拟软件对转向节铸件的充型及凝固过程进行数值模拟,并对铸造过程中所产生的缺陷进行分析,提出合理化建议改进方案,可以为高强韧球墨铸铁汽车转向节产品的实际生产提供技术性支持。主要结论如下:1.研究分析了C、Si元素对所制备球墨铸铁的石墨球、基体组织以及力学性能的影响。结果表明,在添加0.36%Cu的基础上,Si元素含量的增加会使石墨球的数量增多,直径减小;C、Si元素含量增加使球墨铸铁基体中珠光体含量增高,珠光体片间距变细;Cu、Si元素均有强化球墨铸铁基体的作用;球墨铸铁基体中珠光体含量的增加以及珠光体片层的细化可以提高试样的拉伸性能。2.通过对球墨铸铁化学成分的设计调控,制备出了抗拉强度为765 MPa,延伸率为10.2%的高强韧球墨铸铁,该材料的强韧性完全满足汽车转向节的性能要求。3.设计了转向节铸造工艺方案。包括造型方案、浇铸位置与分型面的选择,砂芯、浇注系统以及补缩系统的设计:转向节铸件采用石英砂湿型铸造、一箱四件(左右转向节各两件)的方式生产,采用阶梯式曲面分型的方法,水平浇注,成形孔位置左右两个转向节共用一个砂芯;选择开放式浇注系统,采用扁平状内浇道与控制压力冒口相结合的浇冒口设计。4.利用Magmasoft数值模拟软件对1375℃、1400℃、1425℃浇注温度、浇注时间10 s的浇注条件下的转向节进行了充型过程以及凝固过程的数值模拟。模拟结果显示,上承载臂位置存在铁液飞溅与卷气现象,铸件的轴径处以及最高点存在困气现象;铸件有多处厚壁位置产生缩松缩孔缺陷。且随着浇注温度的提升,铁液在铸型内的流动速度加快,铸型内的压力增大,在铸件最高点产生困气的几率增大,转向节铸件产生的缩松缩孔数量先减少后增多,1400℃为最佳浇注温度。5.通过在上承载臂靠近横浇道的?侧位置增加新的内浇道,在铸件产生困气的四个位置增设出气针,在铸件产生缩松缩孔缺陷的位置设置石墨外冷铁,可以解决转向节铸件在浇注过程中的铁液飞溅与卷气现象、铸件困气现象以及缩松缩孔缺陷,最终获得了铸造质量良好的汽车转向节产品以及最优的工艺方案。

二、Study on numerical simulation of nodular graphite iron microstructure formation(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、Study on numerical simulation of nodular graphite iron microstructure formation(论文提纲范文)

(1)球墨铸铁的应用及技术发展(论文提纲范文)

0 引言
1 球墨铸铁的化学组成
2 球墨铸铁的性能
3 球墨铸铁的热处理
    3.1 球墨铸铁热处理的特点
    3.2 球墨铸铁的热处理工艺
        3.2.1 退火
        1)高温退火
        2)低温退火
        3.2.2 正火
        1)高温正火
        2)低温正火
        3.2.3 调质处理
        3.2.4 等温淬火
4 球墨铸铁的球化处理
5 球墨铸铁的性能与应用
6 结束语

(2)球墨铸铁断裂韧度测试技术研究进展(论文提纲范文)

0 引 言
1 断裂韧度及其测试方法
    1.1 平面应变断裂韧度KIC测试方法
    1.2 弹塑性断裂韧度JIC测试方法
    1.3 CTOD测试方法
    1.4 动态断裂韧度KId测试方法
2 球墨铸铁断裂韧度的影响因素
    2.1 温 度
    2.2 显微组织
    2.3 试样尺寸
3 球墨铸铁断裂韧度测试时裂纹长度测试
4 基于J-Q理论的断裂韧度测试方法
5 结束语

(3)风电球墨铸铁行星架铸造工艺研究(论文提纲范文)

1 工艺分析
2 工艺(方案)设计
    2.1 铸造工艺设计
    2.2 熔炼工艺设计
        2.2.1 化学成分
        2.2.2 球化孕育
        2.2.3 熔炼浇注
    2.3 热处理工艺
3 铸造工艺数值模拟及优化
    3.1 原工艺方案模拟分析
    3.2 工艺改进措施
    3.3 优化工艺的模拟结果
4 生产验证
5 结论

(5)形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的制备与性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 经典冲蚀磨损理论
        1.2.1 塑性材料的冲蚀磨损理论
        1.2.2 脆性材料冲蚀磨损理论
        1.2.3 二次冲蚀磨损理论
    1.3 冲蚀磨损的主要影响因素
        1.3.1 冲蚀粒子属性
        1.3.2 材料属性
    1.4 冲蚀磨损的研究进展
        1.4.1 材料改性
        1.4.2 表面涂层
        1.4.3 复合材料
        1.4.4 改进设计
    1.5 仿生抗冲蚀的研究现状
    1.6 本文的研究内容与技术路线
        1.6.1 概述
        1.6.2 研究内容
        1.6.3 技术路线
第2章 形态-材料耦合仿生抗冲蚀模型的设计与优化
    2.1 引言
    2.2 典型沙漠生物的抗冲蚀特性
        2.2.1 典型沙漠生物体表具有抗冲蚀特性的生物特征
        2.2.2 典型沙漠生物的不同生物特征的抗冲蚀机理
        2.2.3 典型沙漠生物的生物耦合抗冲蚀模型
    2.3 形态-材料耦合仿生抗冲蚀模型
        2.3.1 形态-材料耦合仿生抗冲蚀模型的建模方案
        2.3.2 表面形态的优化设计
        2.3.3 异质材料的优化设计
        2.3.4 形态-材料耦合仿生抗冲蚀模型的尺寸参数设计
    2.4 本章小结
第3章 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的制备
    3.1 引言
    3.2 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面制备的总体思路
    3.3 线切割工艺制备凹槽表面形态
    3.4 脉冲电镀工艺制备凸包表面形态和异质材料
        3.4.1 脉冲电镀工艺
        3.4.2 电镀液体系与工艺
        3.4.3 脉冲电镀工艺制备凸包表面形态
        3.4.4 脉冲电镀工艺制备异质材料
    3.5 本章小结
第4章 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的基本性能测试
    4.1 引言
    4.2 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面镀层晶相分析
    4.3 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面物相间结合力分析
    4.4 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的表面形态分析
    4.5 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面异质材料分析
    4.6 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面微观硬度与弹性模量分析
    4.7 本章小结
第5章 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面冲蚀过程的数值模拟
    5.1 引言
    5.2 仿生表面形态对冲蚀磨损过程影响的数值模拟
        5.2.1 FLUENT有限元模型建立
        5.2.2 仿生表面形态对冲蚀磨损过程影响的数值模拟
    5.3 异质材料对冲蚀磨损过程影响的数值模拟
        5.3.1 EXPLICIT DYNAMICS有限元模型建立
        5.3.2 异质材料对冲蚀磨损过程影响的数值模拟
    5.4 本章小结
第6章 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的冲蚀磨损试验与抗冲蚀机理分析
    6.1 引言
    6.2 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的冲蚀磨损试验
        6.2.1 冲蚀磨损试验设备与仪器
        6.2.2 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面冲蚀磨损试验
        6.2.3 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面冲蚀磨损结果分析
    6.3 形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的抗冲蚀机理
        6.3.1 冲蚀粒子与材料表面接触前
        6.3.2 冲蚀粒子与材料表面接触瞬间
        6.3.3 冲蚀粒子与材料表面接触后
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 研究结论
    7.2 主要创新点
    7.3 研究展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间取得的学术成果
附录2 攻读博士学位期间参与科研项目情况
致谢

(6)铸铁同质焊接工艺设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 铸铁焊接性
        1.2.1 灰铸铁的焊接性
        1.2.2 球墨铸铁的焊接性
    1.3 铸铁焊接方法与工艺
    1.4 铸铁焊接应用与研究现状
        1.4.1 铸铁焊接国外研究进展
        1.4.2 铸铁焊接国内研究进展
    1.5 焊接过程数值模拟
    1.6 课题主要研究内容
        1.6.1 研究目标
        1.6.2 研究内容
2 实验条件及方法
    2.1 铸铁同质焊接临界冷速确定
    2.2 铸铁焊接温度场的数值计算
    2.3 铸铁同质焊接工艺试验
        2.3.1 焊接材料及设备
        2.3.2 焊接操作要点
    2.4 铸铁同质焊接工艺参数及规范
    2.5 焊接时间的确定
    2.6 焊接区组织及硬度分析
        2.6.1 组织分析
        2.6.2 硬度测试
    2.7 研究方案
3.铸铁焊接区临界冷却速率理论计算
    3.1 铸铁凝固转变石墨化条件
    3.2 铸铁熔池凝固临界冷速计算
        3.2.1 焊接熔合区硅含量的计算
        3.2.2 稳定系转变临界过冷度计算
        3.2.3 铸铁稳定系凝固转变临界冷速计算
    3.3 铸铁固态淬硬相变临界冷速计算
    3.4 本章小结
4 铸铁同质焊接工艺设计
    4.1 铸铁焊接温度场的建立
        4.1.1 焊接热传导方程差分计算
        4.1.2 热源模型的选择
        4.1.3 差分格式的稳定性及时间步长的确定
        4.1.4 相变潜热的处理
    4.2 铸铁焊接区温度场模拟与计算流程
        4.2.1 焊接温度场计算流程
        4.2.2 焊接区的温度场模拟结果
        4.2.3 焊区冷速最大位置确定
        4.2.4 温度场计算
    4.3 焊接工艺参数对焊区冷却速率的影响
        4.3.1 预热温度对焊区冷速影响
        4.3.2 焊接电流对焊区冷速影响
        4.3.3 焊件厚度对焊区冷速影响
        4.3.4 预制缺陷尺寸对焊区冷速影响
    4.4 铸铁焊接工艺及参数优化
        4.4.1 灰铸铁焊接工艺及参数优化
        4.4.2 球墨铸铁焊接工艺及参数优化
        4.4.3 试验条件下工艺参数制定
    4.5 本章小结
5.铸铁同质焊接区组织及硬度分布
    5.1 预热温度与焊接区组织及硬度的关系
        5.1.1 预热温度与灰铁焊接区组织及硬度的关系
        5.1.2 预热温度与球墨铸铁焊接区组织及硬度的关系
    5.2 焊接电流与焊接区组织及硬度的关系
        5.2.1 焊接电流与灰铁焊接区组织及硬度的关系
        5.2.2 焊接电流与球墨铸铁焊接区组织及硬度的关系
    5.3 焊件预制缺陷尺寸与焊区组织及硬度的关系
        5.3.1 焊件预制缺陷尺寸与灰铁焊接区组织及硬度的关系
        5.3.2 焊件预制缺陷尺寸与球墨铸铁焊接区组织及硬度的关系
    5.4 焊件厚度对焊区组织及硬度的关系
        5.4.1 焊件厚度与灰铁焊接区组织和硬度的关系
        5.4.2 焊件厚度与球墨铸铁焊接区组织及硬度的关系
    5.5 缓冷温度对热影响区组织的影响
        5.5.1 缓冷温度对灰铁焊接区组织的影响
        5.5.2 缓冷温度对球墨铸铁焊接区组织的影响
    5.6 铸铁焊接灰口-白口组织临界转变工艺
        5.6.1 灰铁焊接的灰口-白口组织临界转变工艺
        5.6.2 球铁焊接的灰口-白口组织临界转变工艺
    5.7 本章小结
6.结论
致谢
参考文献

(7)盖包法出流水力模拟及包盖设计参数优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 铁液球化处理方法简介
        1.2.1 压力加镁法
        1.2.2 冲入法
        1.2.3 转包法
        1.2.4 型内球化法
        1.2.5 喂丝球化法
        1.2.6 盖包法
    1.3 盖包球化法应用现状
        1.3.1 国外情况
        1.3.2 国内现状
    1.4 孔口和管嘴出流
        1.4.1 薄壁小孔口出流
        1.4.2 大孔口出流
        1.4.3 管嘴出流
    1.5 研究目标及内容
        1.5.1 研究目标
        1.5.2 研究内容
2 研究方案
    2.1 盖包球化物理过程
    2.2 影响盖包出流的若干因素
    2.3 杯-孔二单元系统水力模拟
        2.3.1 相似准则
        2.3.2 模型比例尺
        2.3.3 模型设计
        2.3.4 水力模拟实验装置的研制
        2.3.5 实验过程及步骤
        2.3.6 数学模型
    2.4 盖包结构及工艺参数设计
        2.4.1 设计依据
        2.4.2 漏孔直径计算
    2.5 盖包球化生产验证
        2.5.1 出铁时间控制
        2.5.2 杯-孔出流控制
        2.5.3 球化及孕育处理
        2.5.4 铁液温度测试
        2.5.5 光谱分析
    2.6 技术路线
    2.7 本章小结
3 水力模拟实验及杯-孔出流相关规律
    3.1 偏心孔孔口出流的基本特征
        3.1.1 孔口孔径对孔口出流流态的影响
        3.1.2 孔口孔径对孔口附近实际压头的影响
    3.2 影响偏心孔孔口出流的因素分析
        3.2.1 截面比对实际压头和孔口流速的影响规律
        3.2.2 截面比对流量系数的影响规律
    3.3 不同液面高度下截面比对流量、流速的影响
        3.3.1 实际压头和孔口流速与截面比的相关规律
        3.3.2 不同液面高度下截面比对流量因数的影响规律
    3.4 圆角系数R/Φ_0对孔口出流流量和流速的影响规律
        3.4.1 R/Φ_0对实际压头、孔口流速的影响
        3.4.2 R/Φ_0对流量系数的影响
        3.4.3 平面底浇杯中孔口出流数学模型
    3.5 杯底结构对孔口出流流量和流速的影响规律
        3.5.1 实际压头和孔口流速与截面比的相关规律
        3.5.2 曲面底浇杯中截面比对流量系数的影响
        3.5.3 曲面底浇杯中孔口出流数学模型
    3.6 本章小结
4 杯孔出流工程计算
    4.1 气体压缩与膨胀对杯孔出流的影响
    4.2 计算方法
    4.3 孔口淹没深度的理论计算
        4.3.1 有压式进水口的位置
        4.3.2 有压式进水口的高程
    4.4 工程设计案例
        4.4.1 某公司盖包出流相关参数设计
        4.4.2 平面底浇杯中各项参数的确定
        4.4.3 曲面底浇杯中各项参数的确定
    4.5 浇杯和成形漏孔结构及尺寸设计
    4.6 生产验证及评价
    4.7 本章小结
5 结论
致谢
参考文献
附录1
附录2
附录3
附录4
攻读学位期间主要研究成果

(9)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

(10)汽车转向节铸造成型数值模拟及工艺优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 汽车铸造业的发展现状及趋势
    1.3 球墨铸铁概述
        1.3.1 现代球墨铸铁的发展
        1.3.2 球墨铸铁的铸态组织特征
        1.3.3 球墨铸铁的凝固特性
        1.3.4 球墨铸铁的性能及应用
    1.4 铸造数值模拟技术的发展状况
        1.4.1 铸造数值模拟技术国外发展状况
        1.4.2 铸造数值模拟技术国内发展状况
    1.5 本课题研究意义与内容
第2章 铸造数值模拟理论
    2.1 引言
    2.2 铸件充型过程理论
        2.2.1 充型过程数学模型
        2.2.2 紊流模型
    2.3 铸件凝固过程理论
        2.3.1 铸件凝固过程传热方式
        2.3.2 铸件凝固过程温度场数学模型
        2.3.3 铸件缩松缩孔缺陷预测
    2.4 本章小结
第3章 球墨铸铁的制备及组织性能分析
    3.1 高强韧性球墨铸铁成分设计
        3.1.1 球墨铸铁成分设计原则
        3.1.2 化学成分的影响及成分设计
    3.2 球墨铸铁的制备
        3.2.1 实验原材料成分及配比
        3.2.2 熔炼及浇注试样
    3.3 球墨铸铁显微组织分析
        3.3.1 金相显微组织分析
        3.3.2 石墨球化率、石墨大小等级与石墨体积分数测定
        3.3.3 珠光体含量及片层间距计算
    3.4 拉伸性能分析
    3.5 本章小结
第4章 转向节铸造过程及铸造工艺设计
    4.1 引言
    4.2 转向节铸造生产过程
        4.2.1 原材料的选择与熔炼工艺设计
        4.2.2 球化及孕育处理
    4.3 汽车转向节铸造工艺设计
        4.3.1 铸造工艺性分析
        4.3.2 造型方案设计
        4.3.3 浇注位置的确定
        4.3.4 分型面的选择与砂芯设计
        4.3.5 浇注系统设计
        4.3.6 补缩系统设计
    4.4 铸造工艺方案的确定及三维模型的建立
    4.5 本章小结
第5章 转向节铸造工艺数值模拟
    5.1 引言
    5.2 Magmasoft模拟软件介绍
    5.3 Magmasoft数值模拟前处理
        5.3.1 网格划分
        5.3.2 材料参数的定义
        5.3.3 界面换热系数设置
        5.3.4 初始条件设置
        5.3.5 计算参数设置
    5.4 转向节数值模拟试验方案
    5.5 浇注温度1375℃模拟结果分析
        5.5.1 充型过程模拟结果与分析
        5.5.2 凝固过程模拟结果与分析
        5.5.3 缩松缩孔缺陷分析
    5.6 浇注温度1400℃模拟结果分析
        5.6.1 充型过程模拟结果与分析
        5.6.2 凝固过程模拟结果与分析
        5.6.3 缩松缩孔缺陷分析
    5.7 浇注温度1425℃模拟结果分析
        5.7.1 充型过程模拟结果与分析
        5.7.2 凝固过程模拟结果与分析
        5.7.3 缩松缩孔缺陷分析
    5.8 不同浇注温度模拟结果对比分析
        5.8.1 充型过程模拟结果对比分析
        5.8.2 凝固过程模拟结果对比分析
        5.8.3 缩松缩孔结果对比分析
    5.9 本章小结
第6章 转向节铸造工艺方案优化
    6.1 引言
    6.2 方案一铸造工艺优化
        6.2.1 浇注系统优化
        6.2.2 排气系统优化
        6.2.3 补缩系统优化
    6.3 方案二模拟结果分析
        6.3.1 充型过程模拟结果与分析
        6.3.2 凝固过程模拟结果与分析
        6.3.3 缩松缩孔缺陷分析
    6.4 优化冷铁工艺及缩松缩孔结果分析
    6.5 本章小结
第7章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果

四、Study on numerical simulation of nodular graphite iron microstructure formation(论文参考文献)

  • [1]球墨铸铁的应用及技术发展[J]. 王峰. 湖北理工学院学报, 2021(06)
  • [2]球墨铸铁断裂韧度测试技术研究进展[J]. 郑国华,张欣耀,陈沛,单建军,田庆年. 机械工程材料, 2021(10)
  • [3]风电球墨铸铁行星架铸造工艺研究[J]. 魏冬冬,徐贵宝,张军,汪义,查明晖. 铸造, 2021(10)
  • [4]铝合金挤压铸造技术研究进展[J]. 姜巨福,李明星,王迎. 中国有色金属学报, 2021(09)
  • [5]形态-材料耦合仿生抗冲蚀功能表面的制备与性能研究[D]. 张帅军. 吉林大学, 2021
  • [6]铸铁同质焊接工艺设计[D]. 李晓飞. 西安理工大学, 2021(01)
  • [7]盖包法出流水力模拟及包盖设计参数优化[D]. 全真. 西安理工大学, 2021(01)
  • [8]钢锭凝固、轧制过程数值模拟与钢锭的设计优化[D]. 常江. 辽宁科技大学, 2021
  • [9]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)
  • [10]汽车转向节铸造成型数值模拟及工艺优化[D]. 介璐阳. 长春工业大学, 2021(08)

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球墨铸铁组织形成的数值模拟研究
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