基于ProCAST的涡壳铸件的凝固模拟及工艺优化开题报告

 2022-01-09 18:50:39

全文总字数:3616字

1. 研究目的与意义(文献综述)

涡轮增压器是汽车发动机中使用的重要的零部件,涡轮增压器可以提升发动机效率30%以上,降低燃油消耗20%以上,并减少废气排放和降低噪音[1]。涡壳是涡轮增压器的关键部件之一,一般在高温条件下使用,其壳体形状复杂,存在三维曲面,内表面光滑,尺寸要求精度高,又属于薄壁型零件且薄厚不均匀,因此要求壳体材料具有良好的铸造性能、机加工性能和耐高温性能。[2]

目前,涡轮增压器壳体材质主要是铸铁和铸钢。铸铁材料一般具有较好的铸造性能和机加工性能,但铸铁材料的力学性能和耐高温型性能较差,只能适用于较低负载和较低温度的壳体生产。对于一般汽车发动机中的涡轮增压器,其服役温度高达800~900℃,铸铁材料已经不能满足于产品要求,需要使用力学性能和耐高温性能更为优异的高合金耐热不锈钢来代替铸铁材料进行生产制造[3,4]

高合金耐热不锈钢材料和铸铁材料相比,其合金含量高, 具有热塑性差、裂纹敏感性强等特点[5]。因其熔点较高,钢液易氧化,钢水的流动性差、收缩率大,需要更大的浇注系统,使得工艺出品率低,铸造缺陷高。采用高合金耐热不锈钢生产的壳体铸件,形状复杂,充型过程不平稳,可能产生冷隔、气孔和夹杂等缺陷。凝固过程中体收缩和线收缩率大,很容易形成缩孔、缩松缺陷,在铸造生产中成本较高,并且存在一定的技术难度[6]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1、文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解涡壳铸件的制备技术,以及提高铸件质量的方法,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:按照研究方案,完成ug对涡壳铸件的建模。

第8-11周:完成凝固模拟软件对涡壳铸件的温度场等模拟分析及工艺优化。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 吴殿杰.2012年全国蠕墨铸铁研讨会暨机床铸铁件技术交流会议[c].2012:190-198.

[2]王业双. 汽车涡轮增压器壳体的材料应用和发展[j]. 铸造,2018,67(01):66-71.

[3] 周锦银. 汽车涡轮增压器壳体材料的现状和发展[j]. 江苏冶金,2006,34(05):1-3.

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