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铁路货车转向架用摇枕铸造凝固模拟及工艺优是嘛

发布时间:2021-07-15 04:54:39 阅读: 来源:模具加工厂家

铁路货车转向架用摇枕铸造凝固模拟及工艺优化

摘要:铸造凝固模拟软件作为一种有效的铸造工艺设计和优化工具在全球的铸造行业中得到了广泛的在这类情况下应用。本文利用Pr oCAST软件对铁路货车转向架用摇枕的凝固过程进行了数值模拟,并根据模拟结果,对摇枕原有铸造工艺提出了进一步的改进措施,使铸件的补缩和凝固更加合理。

一、概述

铸件凝固过程的模拟仿真是科学发展的前沿,是改造传统铸造业的必由之路。经过数年的发展,铸件凝固过程的模拟仿真已发展到工程实用化阶段,相关的应用软件已经研发成功,如MAGMA、ProCAST 、华铸及中华之星等,并得到了广泛使得实验范围大大加宽应用( 如ProCAST 在北京二七车辆厂、青岛四方铸钢厂和齐齐哈尔车辆厂得到应用) 。ProCAST是一种基于有限元理论的通用数值模拟软件,用于辅助铸造工艺设计和在编写前应将试体表面因泌水的脱皮用温布轻轻擦去优化,通过数值模拟和物理模拟相结合的方法,实现了计算机模拟生产,动态显示工艺历程,预测缺陷,辅助工艺改进,最终能够达到控制铸件质量的目的。

摇枕是铁路货车转向架上重要铸钢件之一,在满足强度的条件下,通过改变摇枕结构,减少其重量是实现货车轻量化并提高运载能力的有效方法。摇枕结构复杂,主要采用铸造工艺方法生产,且铸造工艺较为复杂,当铸件结构改变时,铸造工艺必然要进行相应的调整。目前工厂大多采用建立在大量试验基础上的试错法来确定摇枕的铸造工艺,生产成本高且生产周期较长。本文利用ProCAST软件对结构改变后摇枕的凝固过程进行了数值模拟,并根据模拟结果预测缺陷,指导工艺改进。在模拟结果的指导下,工厂以较短的时间和较低的成本生产出了质量合格的摇枕铸件。

二、摇枕的模拟建模

1. 摇枕的CAD 建模和格划分

模拟计算中三维图形的建立采用通用建模软件Pro/engineer,摇枕的三维铸件如图1 所示。首先在Pro/engineer中建模和划分面格,然后利用Pro/engineer与Pr但此项对价格的影响不大(门式除外)oCAST 之间的通用接口,将划分好的有限元面格导入ProCAST中进行体格的划分。在进行剖分时,由于铸件的体积大,需选择合适的剖分参数,既要保证计算的精度,又不能使格数量太多,以节省运算时间,便于调试。模拟计算中,铸件面格尺寸取18mm,冷铁取22mm,砂型取100mm,最终整个模型共划分为49437个节点和538422个单元。

2. 热物参数的选择

摇枕自1999年开始采用AAR的B级钢,其成分要求在TB/T2942 —1999中规定为:wC

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