首页> 中文学位 >基于缺陷信息传递的铸件服役性能预测方法研究
【6h】

基于缺陷信息传递的铸件服役性能预测方法研究

代理获取

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 孔洞类缺陷对铸件机械性能的影响现状研究

1.3 课题来源与研究意义

1.4 主要研究内容及研究路线

1.5 本章小结

第2章 铸件充型成型过程及有限元分析理论模型

2.1 引言

2.2 铸件充型过程理论模型

2.3 铸件凝固过程理论原理

2.4 铸件凝固过程缩松缩松缺陷预测

2.5 非均质材料的有限元分析理论基础

2.6 孔洞类缺陷对力学性能的影响模型

2.7 铸件疲劳寿命分析理论模型

2.8 本章小结

第3章 铸造缺陷的三维重构及非均质模型的建立

3.1 引言

3.2 三维重构的原理

3.3 铸件的三维重构

3.4 非均质模型的建立

3.5 本章小结

第4章 缩松缺陷形态特征对铸件力学性能及疲劳性能的影响研究

4.1 引言

4.2 不同孔隙率的三维试样的获取

4.3 孔隙率对铸件力学性能的影响

4.4 孔隙率对铸件的疲劳性能的影响

4.5 不同空间分散特征的三维试样的获取

4.6 分散系数对铸件力学性能的影响

4.7 分散系数对铸件疲劳性能的影响

4.8 本章小结

第5章 缩松缺陷分布特征对铸件力学性能及疲劳性能的影响研究

5.1 引言

5.2 不同分布位置的缩松缺陷试样的获取

5.3 缩松缺陷分布特征对铸件力学性能的影响

5.4 缩松缺陷分布特征对铸件疲劳性能的影响

5.5 本章小结

第6章 缩松缺陷表征对铸件力学及疲劳性能的综合影响

6.1 引言

6.2 不同形态和分布特征缩松缺陷试样的正交实验的设计

6.3 正交实验中的力学性能结果分析与讨论

6.4 正交实验中的疲劳性能结果分析与讨论

6.5 本章小结

第7章 含铸造孔洞类缺陷的装载机摇臂的服役性能分析

7.1 引言

7.2 摇臂铸件的缩松缺陷研究意义

7.3 摇臂铸件的模拟研究和非均质材料模型的建立

7.4 缩孔缩松缺陷对摇臂铸件的结构分析的影响

7.5 缩孔缩松缺陷对摇臂的疲劳性能的影响

7.6 本章小结

第8章 总结与展望

8.1 总结

8.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果

展开▼

摘要

铸件的质量不仅与浇注过程、生产环境密切相关,而且由于合金材料具有复杂的凝固行为和组织结构形态,从而容易导致多种铸造缺陷的产生(如缩孔、缩松、夹渣和热裂等)。但铸造过程中所产生的一些铸造缺陷是无法避免的,尤其是铸件内部的孔洞类缺陷基本上是不能消除的。此外,铸件的孔洞类缺陷只能使用超声探伤等方法检测出,并且在工程运用中往往通过增大其关键部位的尺寸来增加其承载能力,但同时更容易产生铸造孔洞类缺陷。而孔洞类缺陷易引起应力集中,且这些应力集中点往往最终成为铸件疲劳裂纹萌生的起源部位,这样不仅不能有效地提高甚至还会降低疲劳寿命,而且还会造成材料的浪费,最终导致铸件成本的提高。
  由于铸造缺陷特征的表征十分复杂,使得目前无法构建含缺陷的力学模型。因此大多数研究者对铸件进行结构分析时并没有考虑铸造缺陷对其结构分析的影响,使得模拟分析结果与实际情况有较大差异。
  本文采用连续切片的方法对铸件进行切片,在此基础上运用了三维重构的方法获取了含孔洞类缺陷的特征的三维模型,提取缺陷信息并将其映射到有限元单元网格模型上,就获取了含孔洞类缺陷的非均质有限元单元网格模型,最终对含孔洞类缺陷信息的非均质有限元单元模型进行了力学及疲劳分析。在此基础上对研究了狗骨型试棒在受拉的情况下以及长板条再受弯的情况下,不同孔洞类缺陷特征(孔隙率、孔洞位置分布特征、孔洞分布范围特征以及孔洞缺陷的形貌和分布特征共同作用)对狗骨型试棒和长板条的力学性能及疲劳寿命的影响规律。
  本文最后是以摇臂铸件为例,采用有限元网格模型传递及缺陷信息映射相叠加方法,将铸造孔洞缺陷依附于铸件网格模型传递到结构分析软件中,使其结构分析的模型是含有铸造缺陷的模型,进而使分析结果更加符合实际情况。该方法的使用对优化铸件结构及工艺设计,增强铸件可靠性具有很好的指导意义。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号