重力铸造铝合金副车架的数值模拟和试验验证

电动汽车铝合金副车架的数值模拟仿真铝合金材质的副车架对于电动车来说是非常重要的，在设计前电动汽车铝合金副车架进行了数值模拟仿真。

标签：铝合金副车架；电动汽车；数值模拟电动汽车（BEV）是近些年发展、推广迅猛的一种机动车，无论是各国对电动汽车的重视程度，还是市场消费者对电动汽车的接受程度，都在快速提高。

与传统汽车相比，电动汽车具有诸多优势，得到了社会和汽车生产厂商的诸多重视，技术和市场的前进进程都在不断加快。

首先，电动汽车行驶起来比较稳定，不存在换挡对汽车的冲击。

第二，目前我国越来越多的城市都对燃油车有限行限号的政策，一定程度上影响了家庭开车出行的情况，而在很多城市电动汽车则不受尾号限行影响，使用起来更加方便。

第三，电动汽车靠电机驱动，不存在发动机，维修保养上较省事。

电动汽车不需要机油、三滤、皮带等传统汽车的常规保养项，只需对电池组、线路进行维护，电动汽车的保养比燃油车要简单、省时、省事。

再者，传统燃油汽车的尾气排放一直是政府治理的重点，而电动汽车则摆脱了传统汽車对石油的依赖，在降低排放污染、改善空气质量方面有很大的优势，因而必然要大力发展电动汽车。

最后，电动汽车的用车成本非常低，百公里耗电量才8元左右，从经济性上，这低于目前传统燃油汽车的出行成本，从经济性的方面考虑对消费者非常有吸引力。

1 电动汽车的诸多优点消费者购买电动汽车可以比较省钱，2014年，国家和地方政府给予电动汽车最高11.4万元的补贴，这一举措使电池成本居高不下的电动汽车的售价能够下降到与传统汽车相当的水平。

与传统燃油汽车相比，电动汽车在运行过程中产生的噪声要少很多，因为电动汽车是靠电机驱动，不存在发动机。

当汽车的行驶速度较低时，传统燃油汽车的乘坐感不如电动汽车，而当行驶速度比较高了之后，胎噪和风噪成为噪音的主要来源，两者才回到同一水平上。

电动汽车的这一特点对于提升汽车的NVH性能无疑会有很大的帮助。

此外，电动汽车的结构简单，不再需要复杂的传动机构和占据了大量空间的排气系统，维护起来方便了很多，同时空间也得到了大幅的扩展。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711385486.5(22)申请日 2017.12.20(71)申请人 珠海航特装备制造有限公司地址 519000 广东省珠海市航空产业园金湾区三灶镇定湾15路(72)发明人 周斌　聂邦民　余国宏　白重任　李雪娟　徐洋　(74)专利代理机构 广州三环专利商标代理有限公司 44202代理人 温旭(51)Int.Cl.C22C 21/00(2006.01)C22F 1/05(2006.01)C22C 1/02(2006.01)C22C 1/06(2006.01)B22C 9/22(2006.01)(54)发明名称一种铝合金副车架重力倾转铸造方法(57)摘要本发明公开了铝合金副车架重力倾转铸造方法，该方法包括：按照预设各个材料的成分比例配制铝合金材料；将配制好的铝合金材料进行熔炼精炼处理；将熔炼精炼处理的铝合金材料进行砂型装配，并将砂型装配在重力铸造模具内；根据预设倾转参数以及凝固时间，获得重力铸造铝合金副车架；将获得的铝合金副车架铸件进行固溶以及时效处理；对固溶以及时效处理的铝合金副车架进行校型。

通过本发明所提供的铝合金副车架重力倾转铸造方法铸造的铝合金副车架不仅质量得到提升，力学性能高，并且可以降低乘用车底盘结构件笨重的问题。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 107881377 A 2018.04.06C N 107881377A1.一种铝合金副车架重力倾转铸造方法，其特征在于，所述方法包括：按照预设各个材料的成分比例配制铝合金材料；将配制好的铝合金材料进行熔炼精炼处理；将熔炼精炼处理的铝合金材料进行砂型装配，并将砂型装配在重力铸造模具内；根据预设倾转参数以及凝固时间，获得重力铸造铝合金副车架；将获得的铝合金副车架铸件进行固溶以及时效处理；对固溶以及时效处理的铝合金副车架进行校型。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，已成为现代汽车的重要组成部分。

低压铸造作为一种先进的铸造技术，在铝合金轮毂的生产中得到了广泛应用。

然而，铸造过程中涉及到众多工艺参数，如何通过数值模拟与工艺优化提高铸造质量，减少生产成本，成为行业关注的焦点。

本文将通过数值模拟方法对低压铸造铝合金轮毂的工艺过程进行深入研究，并探讨其工艺优化方法。

二、低压铸造铝合金轮毂的数值模拟2.1 数值模拟方法数值模拟是利用计算机对铸造过程进行仿真模拟，通过建立物理模型、数学模型和求解模型，分析铸造过程中的流动、传热、凝固等物理现象。

在低压铸造铝合金轮毂的数值模拟中，主要采用流体动力学、传热学等相关理论，建立铸造过程的数学模型。

2.2 模拟过程及结果分析通过数值模拟，可以观察到铝合金在低压铸造过程中的流动情况、温度分布、凝固过程等。

模拟结果可以帮助我们了解铸造过程中可能出现的缺陷，如气孔、缩松等，并分析其产生原因。

此外，还可以通过模拟结果优化工艺参数，提高铸件的质量。

三、工艺优化3.1 工艺参数优化在低压铸造过程中，工艺参数对铸件的质量具有重要影响。

通过对铸造温度、压力、浇注速度等工艺参数进行优化，可以提高铸件的充型能力、减少气孔和缩松等缺陷。

此外，合理的模具设计也是提高铸件质量的关键。

3.2 优化措施针对铝合金轮毂的低压铸造过程，可以采取以下优化措施：（1）合理设计模具结构，确保铸件在凝固过程中受到均匀的冷却和压力作用；（2）优化铸造温度和压力，确保铝合金液在模具中充分填充，同时避免过高的温度和压力导致铸件产生缺陷；（3）控制浇注速度，避免因速度过快导致铝合金液卷入气体或因速度过慢导致铸件出现缩松等缺陷；（4）采用先进的合金材料和冶炼技术，提高铝合金的充型能力和抗气孔、缩松等缺陷的能力。

四、实例分析以某汽车厂低压铸造铝合金轮毂为例，通过数值模拟发现铸件在凝固过程中存在气孔和缩松等缺陷。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，已成为现代汽车的重要部件。

低压铸造作为一种先进的铸造工艺，在铝合金轮毂的生产中得到了广泛应用。

本文将针对低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化进行探讨，旨在提高产品质量、降低成本、优化生产过程。

二、低压铸造工艺概述低压铸造是一种将熔融金属在低于大气压的条件下充填铸型的铸造方法。

在铝合金轮毂的生产中，低压铸造具有充型平稳、气孔少、组织致密等优点。

然而，该工艺涉及到多个参数的设定与控制，如熔融金属的温度、模具温度、充型压力等，这些参数的合理设置对产品质量具有重要影响。

三、数值模拟技术的应用为了优化低压铸造工艺，数值模拟技术被广泛应用于铝合金轮毂的生产过程中。

通过建立物理模型和数学模型，利用计算机软件对铸造过程进行模拟，可以预测并优化充型过程、凝固过程以及产品的组织性能。

数值模拟技术可以帮助我们分析各个工艺参数对产品质量的影响，从而为工艺优化提供依据。

四、工艺优化措施1. 优化熔融金属的温度：通过数值模拟，我们可以分析不同熔融金属温度下充型过程的稳定性以及产品的组织性能。

在保证产品性能的前提下，选择合适的熔融金属温度，以降低能耗、提高生产效率。

2. 优化模具温度：模具温度对产品的组织性能和尺寸精度具有重要影响。

通过数值模拟，我们可以分析不同模具温度下产品的凝固过程，从而找到最佳的模具温度范围。

3. 优化充型压力：充型压力是低压铸造的关键参数之一。

通过数值模拟，我们可以分析不同充型压力下充型过程的稳定性以及产品的气孔率。

在保证充型平稳的前提下，选择合适的充型压力，以降低产品气孔率、提高产品性能。

4. 工艺流程优化：通过数值模拟分析各工序的相互关系及对产品质量的影响，对工艺流程进行优化，减少生产周期、提高生产效率。

五、实践应用与效果通过将数值模拟技术应用于低压铸造铝合金轮毂的生产过程中，我们成功实现了工艺优化。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，已经成为现代汽车的重要部件。

低压铸造作为一种重要的铝合金轮毂生产工艺，其生产效率高、成品率稳定，被广泛应用于实际生产中。

然而，低压铸造过程中的工艺参数优化对产品性能及质量具有重要影响。

因此，本文旨在通过数值模拟方法，对低压铸造铝合金轮毂的过程进行深入研究，并提出工艺优化措施。

二、数值模拟研究1. 建模与设定通过专业的模拟软件，建立低压铸造铝合金轮毂的有限元模型。

设定模型中的材料属性、边界条件等参数，确保模拟过程的准确性。

2. 模拟过程在设定的条件下，模拟低压铸造过程中熔融金属的充型、凝固及冷却等过程。

通过观察模拟过程中的温度场、流场等变化，了解金属的充型行为及轮毂的凝固过程。

3. 结果分析根据模拟结果，分析低压铸造过程中可能存在的问题及影响因素。

如充型速度、温度梯度、气孔形成等，为后续的工艺优化提供依据。

三、工艺优化措施1. 充型速度优化通过调整充型速度，改善熔融金属的充型行为。

在保证金属充分填充的前提下，减小金属的湍流和气孔的形成。

通过模拟和实验验证，确定最佳的充型速度范围。

2. 温度制度优化温度制度对铝合金轮毂的凝固过程及组织性能具有重要影响。

通过调整熔炼温度、模具温度等参数，优化温度制度。

同时，考虑到材料的结晶特性及合金成分，制定合理的温度梯度。

3. 模具设计优化模具设计对铝合金轮毂的成型质量及生产效率具有重要影响。

通过优化模具的结构设计、排气系统等，提高模具的成型质量及使用寿命。

同时，考虑模具的加工工艺及成本等因素，实现模具设计的综合优化。

四、实验验证与结果分析1. 实验方法与过程根据数值模拟结果及工艺优化措施，进行实际生产实验。

记录实验过程中的工艺参数、产品性能及质量等数据。

同时，与未优化的生产过程进行对比，分析优化措施的效果。

2. 结果分析根据实验数据，分析低压铸造铝合金轮毂的工艺优化效果。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言低压铸造技术是铝合金轮毂制造过程中广泛应用的一种铸造工艺。

它结合了计算机技术和精密铸造设备，为制造业提供了更加精确、高效率的制造方式。

通过数值模拟与工艺优化的研究，我们不仅可以对生产流程进行仿真分析，还可以优化工艺参数，提高产品质量和降低生产成本。

本文将就低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化进行详细探讨。

二、低压铸造铝合金轮毂的数值模拟1. 模型建立在数值模拟过程中，首先需要建立铝合金轮毂的几何模型。

通过CAD软件进行建模，并导入到有限元分析软件中。

在模型中，需要考虑到轮毂的几何形状、尺寸、材料属性等因素。

2. 材料属性设定设定材料属性是数值模拟的重要环节。

根据铝合金的材料性能，设定好材料的密度、导热系数、热膨胀系数等物理参数。

这些参数将直接影响数值模拟的结果。

3. 数值模拟过程在设定好模型和材料属性后，进行数值模拟过程。

这个过程包括填充、凝固和收缩等阶段。

通过模拟填充过程，可以观察到金属液在模具中的流动情况；通过模拟凝固和收缩过程，可以预测产品的质量和可能出现的缺陷。

三、工艺优化1. 填充速度优化在低压铸造过程中，填充速度对产品的质量和性能具有重要影响。

通过数值模拟，可以分析不同填充速度下金属液的流动情况，找到最佳的填充速度，从而提高产品的质量。

2. 温度制度优化温度制度是低压铸造过程中的重要参数之一。

通过优化温度制度，可以控制金属液的凝固过程，减少产品缺陷的产生。

通过数值模拟，可以分析不同温度制度下产品的质量和性能，从而找到最佳的温度制度。

3. 模具设计优化模具设计对产品的质量和性能具有重要影响。

通过优化模具的设计，可以提高产品的质量和降低生产成本。

在模具设计中，需要考虑到模具的材质、结构、冷却系统等因素。

通过数值模拟，可以分析不同模具设计对产品的影响，从而找到最佳的设计方案。

四、结论通过数值模拟与工艺优化的研究，我们可以对低压铸造铝合金轮毂的生产过程进行仿真分析，优化工艺参数，提高产品质量和降低生产成本。

铝合金锻造过程数值模拟铝合金控制臂锻造工艺可行性的非线性有限元分析及其预制坯工艺灵敏度研究摘要:控制臂是重要的汽车零部件之一，影响其锻造成形工艺过程的因素复杂，主要针对其材料利用率较低和折叠等问题，利用有限元仿真技术对其成形过程进行了数值模拟，重点分析了其在预锻过程中产生工艺缺陷的原因并提出了改进方案，采用预制坯工艺，对影响非对称变半径铝合金毛坯大角度热弯曲制坯工艺的主要工艺参数进行了灵敏度分析，提出了制订该种异形坯的合理工艺优化方案，并在实际生产中证明该工艺的合理性。

关键词: 汽车控制臂，有限元仿真，灵敏度分析、工艺优化1 引言随着汽车工业的飞速发展与世界能源的日趋紧张，人们对汽车安全性和燃油效率的提出越来越高的要求，汽车轻量化已成为世界汽车工业共同努力的目标。

铝合金具有比强度高、抗腐蚀性好等优点[1]，提高和发展铝合金材料在汽车中的用量是新型汽车发展的必然趋势;同时，由于基于有限元分析的计算机仿真技术已经广泛应用于材料塑性成形过程分析中，为该类零件的塑性成形过程工艺优化提供了坚实的基础。

汽车控制臂的锻造工艺复杂，其可行性、稳定性、成形质量(含充满成形、折叠、组织缺陷)、材料利用率以及如何降低载荷、提高模具使用寿命等，都是在制订成形工艺所必须重点考虑的[2。

利用有限元数值模拟技术可以在计算机上虚拟实现锻件在锻压设备和模具作用下的整个变形过程，并可以对锻件的变形情况及各种场量的变化情况进行分析，对预测缺陷的产生、降低生产成本以及保证产品质量发挥十分重要的作用。

本文利用专业金属塑性成形仿真软件DEFORM和灵敏度分析方法对汽车控制臂整个锻造过程进行了数值模拟和优化，特别针对其材料利用率低和锻造过程的折叠现象，提出了异形坯锻造优化工艺方案，并在生产实践中得到了很好的效果。

2 研究背景图1为某汽车铝合金后下控制臂零件，目前该零件在实际锻造生产过程中出现两个主要问题:一是在零件的大拐角处容易出现穿透性的裂纹，导致零件报废，如图2所示;其二是材料的利用率太低，约为50%。

··1971年，Flemings 和Spencers 在用Couette 黏度计测定Sn-15%Pb 的黏度的试验中，发现了半固态金属组织[1]。

于是，Flemings 依据试验结果提出了半固态金属成形的概念，并对其做了系统的开拓性研究[2-4]。

半固态金属成形的优点在于，它可以采用较低的成形温度，提高模具寿命，减少铸件凝固收缩率，减少压铸过程中的卷气和氧化，提高铸件性能[5]。

因此，人们开始将半固态金属成形技术应用于工业领域，并取得了一定的成果[6-8]。

在半固态金属成形技术中，铝合金半固态流变压铸由于越来越明显的经济性，逐渐成为重要的研究方向[9]。

然而，半固态流变压铸的产品由于工艺设计的问题，往往容易产生卷气和缩孔缩松缺陷。

于是，Jae 等人开始采用数值模拟的方法来对半固态浆料的充型和凝固过程进行分析，从而预测铸件可能产生的缺陷[10-12]。

本课题采用铸造仿真软件对Al-Si 合金半固态流变压铸的充型及凝固过程进行数值模拟，准确预测了铸件卷气以及缩孔缺陷，并对工艺参数和模具的设计进行了优化，减少了卷气及缩凹缺陷。

同时解释了铸件不同部位不同显微组织的形成原因，为Al-Si 合金半固态流变压铸的模具设计和工艺试验提供借鉴。

1模拟过程1.1数学模型在几何型腔中，带有自由表面的高温半固态金属连续流动，且向周围传递热量。

Al-Si 合金半固态浆料可以看做均匀的、连续的、不可压缩的流体。

它遵循质量守恒、动量守恒、能量守恒定律[13]：其黏度模型采用幂律模型进行描述[14]。

唐景，董选普，张磊，潘璋，王文俊，樊自田（华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室，湖北武汉430074）摘要：采用模拟软件对Al-Si 合金半固态流变压铸的充型和凝固过程进行模拟，并与试验进行了对比。

结果表明，浇注温度为610℃、压射速度为90mm/s 、料柄及内浇口直径为40mm 时，半固态压铸的卷气以及缩凹缺陷明显减少。

浅谈数字模拟下的汽车铝合金副车架挤压铸造工艺优化设计摘要：分析挤压铸造凝固过程的基本性物理规律与特点，提出在ANSYS基础上的挤压铸造凝固过程热-力耦合的数字模拟。

并通过模拟对热收缩和相变收缩等实行考虑，并且对材料凝固和受力的力学行为以及潜热释放的规律等进行分析，针对界面传热和变形上两者之间的相互作用。

通过阶梯样式模拟，实行有效模拟，此外，模拟结果一定程度上会对铸件凝固通过该模式计算汽车副车架挤压铸造的凝固过程，结合模拟结果优化了相应的工艺方案。

关键词：挤压铸造；热-力耦合模拟；汽车副车架挤压铸造是较为先进的一种成形公艺，在这一工艺下能够帮助液体金属实现高压凝固成形，进而帮助铸件有着较高的致密度。

经过挤压铸造，其中的高压可以促使最先凝固的金属壳实现塑性变形，使得铸件与模具之间紧密贴合，显著改善了铸件与模具之间的传热。

此外凝固壳的发生变形会对凝固的金属液体流动补缩产生驱动作用。

1、模拟热-力耦合1.1热-力耦合模拟的计算ANSYS运算分析能力强且具有开放性，对多个二次开发工具进行了提供，帮助用户ANSYS功能实行了扩充。

采用ANSYS当做计算平台，为用户ANSYS功能扩充提供便利。

选取ANSYS当做计算平台，进一步提出了挤压铸造凝固过程的热-力耦合算法。

将造型软件中建立好的模型导入到Hypermesh中实现网格化分建。

相同工作目录中建立适合热计算和结构计算命令流文件，求解了不同时刻温度与应力分布。

热分析计算的最终结果被看做热载荷读入结果实现了对铸件应力变形的分析求解，依据铸件和模具接触应力和气隙的更新界面各个部位的接触热阻，求解出新界面的温度，实行热-力耦合的计算。

1.2建立材料高温力学模型针对应力场中的相关数据进行求解的重点是要可以对材料力学进行描述的数学模型。

分别采用热弹粘塑性模型和理想热弹塑性模型对凝固壳金属液的力学行为进行描述，通过计算考虑热收缩和相变收缩造成的影响。

基于ANSYS提供用户可编程特点，经过修改、编译用户子程序，获取自定义材料的模型。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，已成为现代汽车的重要组成部分。

低压铸造作为一种先进的铸造工艺，以其低成本、高精度、复杂结构铸造等优势，广泛应用于铝合金轮毂的生产。

本文通过数值模拟的方法对低压铸造铝合金轮毂的过程进行模拟，并对工艺进行优化，以提高产品质量和生产效率。

二、数值模拟1. 模型建立首先，根据铝合金轮毂的设计图纸，在专业软件中建立三维模型。

考虑到铸造过程中的热传导、流体流动等物理现象，建立包括模具、合金液、气体等在内的多物理场耦合模型。

2. 材料属性设定设定铝合金的材料属性，如密度、热传导率、流动性等。

同时，设定模具的材料属性及初始温度等。

3. 模拟过程根据低压铸造的工艺过程，设置模拟的边界条件和初始条件。

通过求解多物理场耦合方程，模拟铝合金液在模具中的充型过程、凝固过程及气体的排出过程。

三、工艺优化1. 充型速度优化通过数值模拟，分析不同充型速度对轮毂内部组织结构和外观质量的影响。

通过优化充型速度，可以有效减少气孔、缩孔等缺陷的产生，提高轮毂的质量。

2. 模具温度优化模具温度对铝合金轮毂的凝固过程和尺寸精度有重要影响。

通过数值模拟，分析模具温度对轮毂性能的影响，并优化模具温度，以提高轮毂的尺寸精度和力学性能。

3. 铸造压力优化铸造压力是低压铸造过程中的关键参数之一。

通过数值模拟，分析不同铸造压力对轮毂充型过程和凝固过程的影响。

通过优化铸造压力，可以提高轮毂的充型能力和凝固均匀性，进一步提高轮毂的质量。

四、实验验证为了验证数值模拟结果的准确性，进行了一系列的实验。

将优化后的工艺参数应用于实际生产中，对比优化前后的轮毂质量、尺寸精度和力学性能。

实验结果表明，经过数值模拟与工艺优化，铝合金轮毂的质量和性能得到了显著提高。

五、结论本文通过数值模拟的方法对低压铸造铝合金轮毂的过程进行了模拟，并对工艺进行了优化。

铝合金铸造副车架开发随着汽车工业的发展，车辆的结构和设计也在不断更新换代。

而其中副车架则是汽车构造中不可或缺的零部件之一，它的作用与汽车的整体结构安全密切相关。

近年来，随着材料科技的进步和制造工艺的提高，铝合金材质的副车架成为了一个新的发展方向，本文将阐述铝合金铸造副车架的开发和应用。

一、铝合金材料的优势铝合金是一种轻质高强度的金属材料，它的密度仅为2.7g/cm³，比钢材质轻约1/3，具有优异的强度、耐腐蚀性以及导热性等特点。

因此，它成为了许多高端汽车、轮船、飞机等技术领域的首选材料。

在副车架的应用中，铝合金材质还具有以下优势：1. 重量轻：相比于传统副车架材料如铁、钢等，铝合金材料密度较低，因此副车架重量大幅度降低，有利于车辆的操控和加速性能提升。

2. 强度高：铝合金的抗拉、屈服和弯曲强度都比普通钢铁高，能够支撑重载，并且具有更高的刚性和稳定性。

3. 耐蚀性强：铝合金具有优异的抗腐蚀性，对环境污染以及盐雾等腐蚀性物质具有更好的抵抗能力，使其具有更长的使用寿命。

以上优势使得铝合金成为了副车架使用的一个理想材料选择，但如何进行铝合金副车架的生产和制造呢？二、铝合金铸造工艺的开发为了实现铝合金副车架的生产，铸造工艺是一种非常普遍和实用的加工方式，其生产工艺如下：1. 材料制备：选用高纯度的铝合金材料，通过氧化和还原等过程得到沉积在底部的纯净铝合金，经过熔炼、搅拌等处理后，得到符合要求的液态铝合金。

2. 型芯制备：将设计好的副车架结构进行分析和仿真运算，制备成蜡型，再经过多次涂层、干燥等制备工艺，得到完整的型芯。

3. 铸造过程：在高温环境下将铝合金液体注入到型芯内，经过一定时间的冷却和凝固，即可得到成型的铝合金副车架。

三、铝合金铸造副车架的优点铝合金铸造副车架具有以下优点：1. 精度高：铸造工艺生产的铝合金副车架精度高，能够有效提升车辆整体操控性能。

2. 生产成本低：相比于钣金加工等其他生产工艺，铸造工艺生产的副车架成本较低，这可以在一定程度上降低车辆制造成本。

《铝合金车轮双轴疲劳试验数值模拟研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，车轮作为汽车的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到汽车的安全性和舒适性。

铝合金车轮因其轻量化、耐腐蚀、散热性好等优点，在汽车制造领域得到了广泛应用。

然而，车轮在实际使用过程中会受到各种复杂载荷的作用，尤其是双轴疲劳载荷，对其性能提出了严峻的挑战。

因此，对铝合金车轮双轴疲劳试验进行数值模拟研究，对于提高车轮的性能和延长其使用寿命具有重要意义。

二、铝合金车轮的特性和应用铝合金车轮具有轻量化、耐腐蚀、散热性好等优点，被广泛应用于汽车制造领域。

铝合金车轮的制造过程包括铸造、机械加工和表面处理等工序。

其中，双轴疲劳是车轮在实际使用过程中承受的主要载荷之一，对车轮的性能和使用寿命有着重要影响。

三、双轴疲劳试验的数值模拟方法双轴疲劳试验的数值模拟是通过对车轮进行有限元建模、材料属性定义、载荷施加和边界条件设定等步骤，实现对车轮在双轴疲劳试验中的力学行为的模拟。

其中，有限元建模是数值模拟的关键步骤，需要准确描述车轮的几何形状和材料属性。

此外，还需要考虑材料的非线性、塑性变形等因素对模拟结果的影响。

四、铝合金车轮双轴疲劳试验的数值模拟过程在铝合金车轮双轴疲劳试验的数值模拟过程中，我们首先建立了车轮的有限元模型，并对其进行了网格划分。

然后，我们定义了材料的属性，包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。

接着，我们施加了双轴疲劳试验中的载荷和边界条件，并进行了模拟计算。

最后，我们通过后处理程序对模拟结果进行了分析和评估。

五、模拟结果分析通过对铝合金车轮双轴疲劳试验的数值模拟，我们得到了车轮在双轴疲劳试验中的应力分布、应变分布和损伤情况等数据。

这些数据可以帮助我们了解车轮在双轴疲劳试验中的力学行为和性能表现。

同时，我们还可以通过对比不同工艺参数下的模拟结果，评估不同工艺参数对车轮性能的影响。

最后，我们将模拟结果与实际试验结果进行对比，验证了数值模拟的准确性和可靠性。

铝合金论文：铝合金拐臂箱体铸造工艺数值模拟【中文摘要】铝合金拐臂箱体是高压断路器内零件之一,由于其在高压环境下工作,技术要求严格,所以成型后的铸件不能有任何缩孔缩松等缺陷。

在生产制造中由于拐臂箱体底部法兰盘较厚,与侧壁相接处容易出现缺陷。

通过运用了数值模拟技术对零件进行预模拟分析则可以提前判断缺陷的情况,使工艺改进得以快速准确的完成。

以SF6断路器ZL101A拐臂箱体的金属型铸造为具体研究对象,在对其技术要求深入了解的情况下进行了拐臂箱体结构分析并制定出两套铸造工艺方案,分别为法兰盘朝上浇注和法兰盘朝下浇注。

根据拐臂箱体可能在法兰盘底部、拐臂箱体顶部产生的铸造缺陷研究并探讨了在铸造缺陷处下内部冷铁的可能性和内部冷铁对铸件界面结合产生的影响。

在内部冷铁试验中选择了两种浇注方法,压边和底注。

在压边方案中首先运用ProCAST对铸件和内部冷铁界面状况进行了模拟分析,并通过铝合金浇注实验进行了验证。

通过分析表明：在砂型铸造中,Φ50的铝合金铸件和Φ8的内部冷铁完全发生了冶金结合；在金属型铸造中,Φ50的铝合金铸件和Φ4的内部冷铁完全发生了冶金结合。

底注方案中在铝铸件里加入不等径的内部冷铁,通过ProCAST软件模拟这些不等径内部冷铁对铝铸件的影响,分析表...【英文摘要】Al alloy curved arm box is one of the parts of high voltage circuit breaker.Because of its working in high pressure environment and stringent technical requirements,thecasting can not have any defects shrinkage after forming. Al alloy curved arm box is thick in the bottom of the flange in the manufacturing and it will be defected. The numerical simulation by using pre-simulation analysis of the parts can be defect early to judge the situation, so that the process improvement can be completed quickly and ac...【关键词】铝合金铸造工艺内部冷铁数值模拟 ProCAST【英文关键词】Aluminum alloy Casting process Inside cold iron Numerical simulation ProCAST【目录】铝合金拐臂箱体铸造工艺数值模拟摘要4-5Abstract5-6第一章绪论10-21 1.1 铸造发展概述10-14 1.1.1 铸铁合金11-12 1.1.2 铸钢合金12 1.1.3 铸造铝合金12-14 1.2 复合铸造技术发展与应用14-16 1.3 铸造数值模拟技术发展16-19 1.3.1 铸造数值模拟技术的介绍16-17 1.3.2 国外铸造数值模拟技术的发展概况17-18 1.3.3 国内铸造数值模拟技术的发展概况18 1.3.4 铸造数值模拟的主要软件18-19 1.4 本文主要研究内容及要解决的问题19-21第二章铸造数值模拟理论基础及ProCAST软件21-33 2.1 数值模拟计算过程与方法21-22 2.1.1 数值计算过程21 2.1.2 数值计算方法21-22 2.2 数值模拟理论22-26 2.2.1 充型数值模拟理论22-24 2.2.2 凝固数值模拟理论24-26 2.3 铸件缩孔缩松缺陷的预测26-28 2.4 ProCAST软件28-31 2.4.1 ProCAST模块28-29 2.4.2 ProCAST与Pro/E接口29-30 2.4.3 ProCAST的参数化30-31 2.4.4 ProCAST的运算和模拟分析能力31 2.5 本章小结31-33第三章铝合金拐臂箱体金属型铸造工艺设计33-47 3.1 拐臂箱体的结构分析33-34 3.2 拐臂箱体的缺陷分析及防治34-38 3.2.1 缩孔缩松缺陷及防治34-37 3.2.2 气孔缺陷及防治37-38 3.3 拐臂箱体工艺设计38-41 3.4 铸造工艺参数选择41-42 3.5 浇注系统设计42-44 3.6 冒口的设置44-45 3.7 砂芯的设计45-46 3.8 本章小结46-47第四章铝合金复合铸造模拟47-78 4.1 包覆铸造47-49 4.1.1 包覆铸造工艺流程47-48 4.1.2 包覆铸造理论计算48-49 4.2 接口存在形式和结构及影响因子49-50 4.2.1 界面形成过程49-50 4.2.2 界面结构50 4.2.3 界面结合影响因子50 4.3 压边方案模拟过程与分析50-64 4.3.1 计算机模拟及参数设定51-53 4.3.2 数值模拟结果分析53-62 4.3.3 压边实验方法与验证62-64 4.4 底注方案模拟过程与分析64-77 4.4.1 铸造工艺参数设置64 4.4.2 模拟参数设定64-65 4.4.3 数值模拟结果分析65-77 4.5 本章小结77-78第五章铝合金拐臂箱体模拟过程78-84 5.1 拐臂箱体网格划分78-79 5.1.1拐臂箱体实体造型及其面网格处理78 5.1.2 ProCAST体网格划分78-79 5.2 拐臂箱体铸造模拟参数设置79-82 5.2.1 几何体导入及设置79-80 5.2.2 材料赋值80 5.2.3 界面赋值80-82 5.2.4 边界条件及过程条件设定82 5.2.5 初始条件设定82 5.3 本章小结82-84第六章铝合金拐臂箱体金属型铸造模拟结果及分析84-103 6.1 拐臂箱体金属型法兰盘朝上浇注模拟结果及分析84-89 6.1.1 充型过程模拟分析84-85 6.1.2 凝固过程模拟分析85-87 6.1.3 缩孔缩松模拟分析87-89 6.2 拐臂箱体金属型法兰盘朝下浇注模拟结果及分析89-102 6.2.1 充型过程模拟分析89-93 6.2.2 凝固过程模拟分析93-96 6.2.3 缩孔缩松模拟分析96-98 6.2.4 内部冷铁铸造工艺改进98-102 6.3 本章小结102-103第七章结论103-104参考文献104-109致谢109。