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行波磁场励磁电流对薄壁件充型和表面缩陷的影响

范学燚 , 王亮 , 杜志强 , 苏彦庆 , 骆良顺 , 张建兵 , 许纪刚 , 徐达鸣 , 郭景杰

通过使用ansoft软件对筒形薄壁件在不同励磁电流的行波磁场作用下的电磁力进行了分析,进一步研究了行波磁场的励磁电流对合金充型能力以及铸件外表面缩陷的影响.结果发现:行波磁场影响合金充型能力的同时也影响了铸件凝固表面质量;随着励磁电流强度的增加,合金充型能力成平方倍的提高,同时也成平方倍的增加了铸件表面缩陷发生的几率;相同励磁电流强度下,励磁电流频率对合金充型能力存在最优值;励磁电流频率在1000 Hz以下变化时,随着励磁电流频率的降低铸件表面缩陷发生的可能性不断减小.

关键词: 薄壁件 , 行波磁场 , 励磁电流 , 充型 , 表面缩陷

消失模铸造充型过程的人工神经网络算法

李锋军 , 柳百成 , 沈厚发 , 禹建丽

稀有金属材料与工程

用人工神经网络算法计算了消失模铸造充型过程中不同时刻液态金属-模样界面的位置.通过实验对该算法进行了验证,模拟计算结果与实际测试结果无论在充型形态还是充型时间上都符合得较好.根据得出的界面位置及边界条件,通过求解N-S方程和能量方程计算了消失模铸造充型过程的流场及温度场.讨论了该计算模型在消失模铸造过程模拟仿真中的应用.

关键词: 消失模铸造 , 充型 , 人工神经网络 , 数值模拟

垂直缝隙式浇注系统充型过程水模拟

邹鹑鸣 , 魏尊杰 , 王宏伟 , 曾松岩

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.06.015

为研究铝合金低压铸造中使用垂直缝隙式浇注系统的充型过程以及立筒与立缝尺寸变化对液体充型形态的影响,设计了透明有机玻璃模型,采用水模拟试验对其进行了研究.研究表明:在充型初期和充型后期,型腔内分别形成旋转方向相反的环流,两种环流之间的转变是通过流路外移完成的;稳定充填时,液体首先沿立筒上升一段距离,然后以一定角度和一定宽度充填进型腔;随立筒截面尺寸增大和立缝变宽变薄,液体沿立筒上升的临界高度增大.

关键词: 铝合金 , 低压铸造 , 水模拟 , 浇注系统 , 过程控制 , 充型

熔铸 AZS 材料的铸造充型及凝固过程数值模拟

常庆明 , 方健 , 王丽 , 张冬晓 , 王周福

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2015.05.006

为预测熔铸 AZS 材料铸件中产生缩孔的位置和大小，分析浇注温度对铸件凝固的影响，以提高铸件质量，采用 ProCast 软件对熔铸 AZS33的熔铸成型过程进行了数值模拟。模拟结果显示：缩孔易出现在浇冒系统与铸件连接处，通过改进浇冒口的形状和大小，选择四棱柱形浇冒系统可实现缩孔位置的上移；同时通过对比浇注温度对铸件凝固的影响，认为较为合适的浇注温度在1810℃左右。

关键词: 熔铸 AZS , 充型 , 凝固 , 数值模拟

铝合金半固态触变压铸件气孔的形成与防治

董杰 , 任栖锋 , 石路 , 路贵民 , 崔建忠

材料与冶金学报 doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2002.02.005

研究了铝合金半固态触变压铸件中气孔的形成与分布,分析了气孔的来源及影响因素,认为半固态压铸件中可能的气体来源有半固态浆料自带的气体和半固态成形时新引入的气体.前者是来自于原料的遗传或在制浆搅拌时引入的,通过精炼除气与优化制浆工艺可以避免;后者是在充型时卷入的空气或来不及顺利排出的气体,提出了相应的解决办法和措施.

关键词: 铝合金 , 半固态触变压铸 , 气孔 , 充型

充型过程的数值模拟及水力模拟实验验证

薛祥 , 张跃冰

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2002.01.020

为了提高充型模拟的计算精度,改进和修正了传统的用于模拟自由表面的"施-受体"算法,针对体积函数提出了新的处理自由表面的"三维施-受体"算法.为了检验新方法,对同一方块形验证铸件设计了两种不同浇注系统,并对其同时进行了水力模拟实验和数值模拟计算.数值模拟计算结果与水力模拟实验结果一致.研究表明:浇注系统几何形状对充型模式有重要影响;"三维施-受体"算法减少了计算误差,提高了计算精度,不仅能够准确地预测浇注系统对充型模式的影响,而且在评估和辅助浇注系统设计方面具有巨大潜力.

关键词: 充型 , 自由表面 , 浇注系统设计 , 计算机模拟

核级蝶阀阀体铸造工艺数值模拟

徐志新 , 余新泉 , 顾洋 , 张友法

材料科学与工艺

蝶阀阀体是蝶阀上的核心零部件,服役时承受高温高压,因而要求其组织致密,不允许有缩孔、缩松和气孔等缺陷.本文先用SolidWorks软件对蝶阀体进行实体造型,然后利用JSCAST软件对铸件进行充型和凝固过程模拟,预测铸件充型过程中可能产生的充填不良、裹气现象及凝固过程中可能发生缩孔、缩松缺陷的位置,然后对模拟结果进行工艺优化.模拟结果表明,改进后的铸造工艺能够实现平稳的充型,充型结束后铸件各部位温差较小；铸件能够顺序凝固,有害热节全部消失,缩孔或缩松缺陷也相应的消除.实际生产对模拟结果进行了有效的验证.

关键词: 阀体 , 充型 , 凝固 , 热节 , 缩孔

AZ91合金消失模铸造充型过程研究

田学锋 , 樊自田 , 黄乃瑜

材料与冶金学报 doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2006.03.016

利用电触点法研究了工艺参数对消失模铸造AZ91合金的流动形态和流动速度的影响.结果表明,AZ91合金熔液以凸弧形平稳地向前逐层置换泡沫,这是由于裂解产物在流动前沿尤其模样边缘处的大量堆积造成的.充型时间随浇注温度、真空度的提高而变短.充型过程中充型速度呈现交替变化.以熔融金属作为振子,熔体和泡沫模之间的气层作为弹簧建立弹簧-振子模型,可以诠释充型速度的交替变化.

关键词: 消失模铸造 , AZ91镁合金 , 充型 , 流动速度

基于分数步长法的压铸充型过程数值模拟

杨杰 , 任玉新 , 熊守美

材料科学与工艺

为了模拟型腔内流体的流动形态并预测气孔缺陷,应用充型过程数值模拟方法,采用分数步长法来求解非稳态的Navier-Stokes方程,可以在每个时间步长内仅求解一次动量和压力方程.动量方程求解中采用Adams-Bashforth方法处理对流项,采用Crank-Nicolson方法处理扩散项.搭建了压铸过程水模拟系统,设计了型腔尺寸沿充填方向逐渐递减的有机玻璃模具.通过彩色高速摄像机以500帧/秒的速度记录充填形貌.将数值模拟结果和水模拟结果相比较,两者吻合较好.同时采用SOLA-VOF法模拟了同一充型过程,结果表明,分数步长法和VOF法相结合要比SOLA-VOF法更能准确地预测压铸过程中的卷气现象.

关键词: 压铸 , 充型 , 数值模拟 , 分数步长法 , 水模拟