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基于分子动力学模拟的挤压铸造工艺参数研究
1
作者 邓建新 黄海宾 王令 《热加工工艺》 北大核心 2025年第2期120-125,131,共7页
挤压铸造工艺参数设计是挤压铸造的关键,目前主要通过物理实验和数值模拟来确定,成本高,效率低,不便于观察微观机理。结合分子动力学解释微观机理的独特优势,建立了基于分子动力学的挤压铸造成形机理模拟方法,构建了7075铝合金多晶体分... 挤压铸造工艺参数设计是挤压铸造的关键,目前主要通过物理实验和数值模拟来确定,成本高,效率低,不便于观察微观机理。结合分子动力学解释微观机理的独特优势,建立了基于分子动力学的挤压铸造成形机理模拟方法,构建了7075铝合金多晶体分子铸造模型,使用分子动力学软件模拟该铝合金的挤压铸造成形过程,从微观角度研究了工艺参数对铸件性能和微观结构的影响,并得到最佳工艺参数。研究结果可为挤压铸造工艺参数设计及其材料选择提供新方法,节省大量设计时间和资源。 展开更多
关键词 挤压铸造 工艺参数 分子动力学 7系铝合金 挤压压力
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航空发动机高温合金铸件质量智能控制
2
作者 刘雅辉 余慧澎 +4 位作者 张珺荟 高海燕 王俊 董安平 孙宝德 《铸造》 2025年第7期932-938,共7页
随着全球制造业工业数字化转型进程加速,航空发动机用高温合金精密铸造迎来数字化智能化发展时代。为了实现高温合金精密铸造少缺陷、低成本和短生产周期,本文基于高温合金结构件熔模铸造研制及生产实践,提出高温合金精密铸造关键工序... 随着全球制造业工业数字化转型进程加速,航空发动机用高温合金精密铸造迎来数字化智能化发展时代。为了实现高温合金精密铸造少缺陷、低成本和短生产周期,本文基于高温合金结构件熔模铸造研制及生产实践,提出高温合金精密铸造关键工序的工业物联网和数字孪生体融合设计新思路。阐明高温合金精铸工艺中的凝固缺陷、尺寸超差、组织和性能不达标等普遍性质量问题的影响因素,通过数字化解决方案提升高温合金铸件的质量,从而为航空发动机高温合金精铸工业数字化转型提供参考依据。 展开更多
关键词 高温合金 熔模铸造 工艺优化 质量控制 工业数字化转型
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基于智能算法的一体式大型薄壁前机舱压铸成型工艺优化
3
作者 孟宪明 曹兴枫 +2 位作者 任鹏飞 张赛 赵庆 《机电工程技术》 2025年第10期1-7,共7页
针对一体式大型薄壁结构压铸成型过程中易出现缩孔、气孔和充填不足等缺陷问题,提出一种基于智能算法的工艺参数优化方法,以提升新能源汽车关键结构件的压铸质量与成型稳定性。以一体式前机舱为对象,选取高速速度、低速速度、切换位置... 针对一体式大型薄壁结构压铸成型过程中易出现缩孔、气孔和充填不足等缺陷问题,提出一种基于智能算法的工艺参数优化方法,以提升新能源汽车关键结构件的压铸质量与成型稳定性。以一体式前机舱为对象,选取高速速度、低速速度、切换位置与浇铸温度4项关键工艺参数,构建了基于克里金代理模型与非支配排序遗传算法的多目标优化框架。在正交试验基础上,通过区域功能差异化分析,划分减震塔、远端连接、关键承力3类区域,建立成型质量评价指标体系并分配相应权重,实现不同区域成型性能的协调优化。利用克里金模型进行响应预测,获得高精度的多维响应曲面,并通过NSGA-II算法迭代求解Pareto最优解集,最终确定最优参数组合。优化结果表明,位置1、位置2、位置3的综合成型质量分别提升53%、23%、47%,显著改善了充填温度分布、气体含量与卷气压力等关键指标。研究验证了智能优化方法在复杂薄壁结构压铸成型中的适用性与高效性,为提升新能源汽车一体化结构件的制造质量提供了理论依据与工艺指导。 展开更多
关键词 一体化压铸 多目标优化 工艺参数智能优化 克里金代理模型 NSGA-II
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基于材料-结构-工艺一体化的一体式前机舱薄壁压铸件开发
4
作者 孟宪明 曹兴枫 +2 位作者 任鹏飞 张赛 赵庆 《机电工程技术》 2025年第9期55-60,共6页
研究一体式前机舱结构的材料-结构-工艺一体化,重点探讨了工艺可行性设计、工艺仿真分析及工艺优化方法。首先,基于拓扑优化方法设计了前机舱一体化结构,结合多工况约束条件,实现了力学性能与工艺可行性的协同设计。其次,通过数值仿真... 研究一体式前机舱结构的材料-结构-工艺一体化,重点探讨了工艺可行性设计、工艺仿真分析及工艺优化方法。首先,基于拓扑优化方法设计了前机舱一体化结构,结合多工况约束条件,实现了力学性能与工艺可行性的协同设计。其次,通过数值仿真分析了原始浇口方案(4 200 mm^(2))的充填过程,发现充填时间为146 ms,较理论值偏差38.9%,主要由于浇口时序异步和速度场分布不均。针对上述问题,通过优化内浇口截面积至5 080 mm^(2)(提升21%),充填时间缩短至89.3 ms,充填效率提升38.8%,满足工艺要求。优化后,熔体通量提升21%,末端温度场分布更加均匀,监测点温度显著提高,最高温升达12℃,有效降低了冷隔缺陷的风险。研究结果表明,材料-结构-工艺一体化集成分析方法显著提升了工艺稳定性,为铝合金一体化压铸技术在车身高集成化制造中的应用提供了理论支持。 展开更多
关键词 一体式前机舱 材料-结构-工艺一体化 压铸工艺仿真 工艺优化
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融合领域知识和集成模型的挤压铸造工艺数据正确性检测方法
5
作者 邓建新 吴秀松 +1 位作者 李修明 尹政 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第9期1281-1290,共10页
为构建高质量的挤压铸造工艺数据集,保证数据驱动模型的质量,针对多源挤压铸造工艺数据存在的异常数据问题,提出了融合挤压铸造领域工程知识,集成多个检测模型的数据正确性检测方法。首先结合挤压铸造工程知识构建挤压铸造工艺数据属性... 为构建高质量的挤压铸造工艺数据集,保证数据驱动模型的质量,针对多源挤压铸造工艺数据存在的异常数据问题,提出了融合挤压铸造领域工程知识,集成多个检测模型的数据正确性检测方法。首先结合挤压铸造工程知识构建挤压铸造工艺数据属性值取值规则,建立基于属性取值规则的异常判定模型;然后基于集成学习思想,使用投票法建立基于局部离群因子、箱型图和孤立森林模型的挤压铸造工艺数据的异常集成检测模型,并与属性值取值规则结合形成两阶段检测方法,实现对挤压铸造工艺数据集从工程知识和数据特征两个维度的数据正确性检测。结果表明,所提出的方法提高了泛化能力,能对挤压铸造工艺数据集中的异常数据进行有效识别,平均召回率达95%。 展开更多
关键词 挤压铸造 数据正确性 异常检测 领域知识 集成模型
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消失模制造中计算机辅助设计的技术实现与优化
6
作者 袁林 文君 陈文涛 《电脑编程技巧与维护》 2025年第7期43-46,共4页
针对传统消失模制造过程中设计效率低下、精度控制困难等问题,提出了一种基于计算机辅助设计的技术方案。通过建立消失模三维参数化模型,结合有限元分析方法,实现了模具结构的智能优化设计。研究采用CATIA软件平台开发了专用的设计模块... 针对传统消失模制造过程中设计效率低下、精度控制困难等问题,提出了一种基于计算机辅助设计的技术方案。通过建立消失模三维参数化模型,结合有限元分析方法,实现了模具结构的智能优化设计。研究采用CATIA软件平台开发了专用的设计模块,集成了工艺数据库和知识库系统,显著提升了设计效率和质量。实验结果表明,该方案可使设计周期缩短40%、模具精度提高25%,为消失模制造的数字化升级提供了技术支持。 展开更多
关键词 消失模制造 计算机辅助设计 参数化建模 有限元分析 结构优化
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铝合金摄像头外壳的压铸模具浇排系统设计
7
作者 方俊芳 《铸造》 2025年第2期211-217,共7页
对铝合金摄像头外壳压铸件的结构形状进行压铸成形分析,并对模具设计的主要环节进行了详细的分析计算与工艺处理。计算了压铸件的胀型力并根据锁模力选型方法选用了压铸机设备。对压铸件浇注系统与排溢系统作了详细的分析与全3D设计制... 对铝合金摄像头外壳压铸件的结构形状进行压铸成形分析,并对模具设计的主要环节进行了详细的分析计算与工艺处理。计算了压铸件的胀型力并根据锁模力选型方法选用了压铸机设备。对压铸件浇注系统与排溢系统作了详细的分析与全3D设计制作。最后利用AnyCasting软件对设计的浇排系统进行了CAE模流分析,根据充型过程中的温度分布和卷气等模拟仿真结果调整浇排系统布局,并完善模具浇排系统整体结构设计。 展开更多
关键词 全3D模具设计 AnyCasting软件 CAE 浇排系统设计
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基于CAD/CAE的拖拉机发动机缸体低压铸造工艺参数优化
8
作者 朱圆圆 《中国农机装备》 2025年第9期44-46,共3页
利用CAD/CAE协同技术,对拖拉机发动机缸体的低压铸造工艺参数进行了优化。通过构建缸体的三维模型,结合有限元分析与工艺仿真技术,分析了充型压力、模具温度和保温时间对铸件质量的影响。采用正交试验设计和多目标优化方法,确定了最佳... 利用CAD/CAE协同技术,对拖拉机发动机缸体的低压铸造工艺参数进行了优化。通过构建缸体的三维模型,结合有限元分析与工艺仿真技术,分析了充型压力、模具温度和保温时间对铸件质量的影响。采用正交试验设计和多目标优化方法,确定了最佳工艺参数组合,降低了铸件的气孔率和缩松缺陷,同时提升了力学性能。研究结果表明,优化后的工艺参数使铸件综合质量提高了15%,为拖拉机发动机缸体的低压铸造提供了可靠的技术支持。 展开更多
关键词 发动机缸体 低压铸造 工艺参数优化 正交试验 多目标优化
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压铸铝合金技术标准现状及应用
9
作者 尤畅 《铸造》 2025年第9期1301-1308,共8页
综述了中外压铸铝合金材料标准体系的现状与发展。通过对比分析国外(如IS、EN、ASTM、JIS)与中国标准体系差异,剖析了标准协同化发展的路径与挑战,展望了压铸铝合金未来研发的重点方向以及技术发展趋势,旨在为推动压铸铝合金材料及产业... 综述了中外压铸铝合金材料标准体系的现状与发展。通过对比分析国外(如IS、EN、ASTM、JIS)与中国标准体系差异,剖析了标准协同化发展的路径与挑战,展望了压铸铝合金未来研发的重点方向以及技术发展趋势,旨在为推动压铸铝合金材料及产业的标准化、高质量发展提供参考。 展开更多
关键词 压铸铝合金 标准体系 标准化 标准
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高铬铸铁的液态模锻工艺及热处理性能研究
10
作者 史今 《金属加工(热加工)》 2025年第6期102-108,共7页
传统的高铬铸铁采用重力铸造方式,但这种方式往往存在铸造成形差和模具开裂等情况,因此研究提出一种采用液态模锻的方式。通过对液态模锻过程中模具进行设计和工艺参数分析,达到优化工艺、提升模具性能的目的,同时研究使用热处理以提升... 传统的高铬铸铁采用重力铸造方式,但这种方式往往存在铸造成形差和模具开裂等情况,因此研究提出一种采用液态模锻的方式。通过对液态模锻过程中模具进行设计和工艺参数分析,达到优化工艺、提升模具性能的目的,同时研究使用热处理以提升金属性能。结果表明:热处理后温度530℃时金属的硬度达56.8HRC,增加了7.1HRC;热处理后高铬铸铁冲击韧度最高可达24.8J/cm^(2)。由此可见,通过热处理后的高铬铸铁能够有效提升金属性能,同时工艺优化后的模具性能也得到有效的改善,这对高铬铸铁的液体模锻造工艺优化和锻造模具性能的提升有较好的指导意义。 展开更多
关键词 高铬铸铁 液态模锻 热处理 工艺模拟
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重熔时间对触变成形Al-8Si合金组织和力学性能影响
11
作者 毕广利 王宁 +3 位作者 姜静 李元东 蒋春宏 陈体军 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第4期481-488,共8页
通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和万能拉伸试验机研究了重熔时间对触变成形Al-8Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着重熔时间延长,合金组织变化显著,半固态坯料中的初生相颗粒形状更圆整、尺寸略微变大,共晶Si相长... 通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和万能拉伸试验机研究了重熔时间对触变成形Al-8Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着重熔时间延长,合金组织变化显著,半固态坯料中的初生相颗粒形状更圆整、尺寸略微变大,共晶Si相长径比先增加后减小,体积分数逐渐增加,分布更加密集。此外,少量的初生Si相的体积分数先增加后减少,形貌先从小尺寸的多边形演变成大尺寸的多角块状,然后演变成长条状,最后演变成多角状。拉伸结果发现,随着重熔时间延长,合金的抗拉强度先增加后降低再增加,重熔时间为120 min时,合金的力学性能最佳,其抗拉强度、屈服强度、硬度(HV)和伸长率分别为187 MPa、93 MPa、75和17%。合金较高的力学性能主要归因于晶粒圆整度提高、初生Si体积分数减少以及共晶Si的尺寸和形貌改善。 展开更多
关键词 触变成形 Al-8Si合金 微观组织 力学性能
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基于数据驱动的镁合金压铸件质量智能预测 被引量：1
12
作者 汪星辰 王鑫 +3 位作者 付彭怀 童胜坤 陈滨 彭立明 《汽车工艺与材料》 2025年第4期40-45,共6页
为实现镁合金压铸件质量的智能预测,降低人工下线检测成本,提升镁合金压铸产业智能化水平,通过收集镁合金大型薄壁压铸件“工艺参数-质量参数”大数据,采用随机森林模型建立工艺参数与铸件产生的缺陷种类间的关系,分析了工业数据中的标... 为实现镁合金压铸件质量的智能预测,降低人工下线检测成本,提升镁合金压铸产业智能化水平,通过收集镁合金大型薄壁压铸件“工艺参数-质量参数”大数据,采用随机森林模型建立工艺参数与铸件产生的缺陷种类间的关系,分析了工业数据中的标签长尾分布现象对机器学习模型预测性能的影响,通过“随机降采样+SMOTE过采样”算法对数据集分布进行均衡化,最终获得了准确率为89.54%、受试者工作特征曲线(ROC)下面积为0.9838、平均真正率为87.65%的准确预测模型,实现了极少数含缺陷样本的精准检出,并获得了镁合金压铸关键工艺参数重要性排序。 展开更多
关键词 高压铸造 镁合金 机器学习 质量智能预测
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铝合金缸体低压铸造浇注系统优化研究
13
作者 邓伟 宋仲模 +3 位作者 雷基林 罗坤 张勇 彭鹄 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第10期1522-1528,共7页
针对铝合金缸体铸件成形质量差和铸造缺陷多的问题,设计了两种浇注系统方案,采用数值模拟和生产验证的方法,研究了不同浇注方案对铝合金缸体铸件的充型过程、凝固过程的冷却速率以及缩孔、缩松的影响。结果表明,铸件正置底注式方案的充... 针对铝合金缸体铸件成形质量差和铸造缺陷多的问题,设计了两种浇注系统方案,采用数值模拟和生产验证的方法,研究了不同浇注方案对铝合金缸体铸件的充型过程、凝固过程的冷却速率以及缩孔、缩松的影响。结果表明,铸件正置底注式方案的充型过程较为平稳,未出现金属液紊流、飞溅等现象,相较于铸件倒置底注式方案,其平均冷却速率提高了23.91%,铸件的缺陷体积减少了30.13%,有效减少了铸件的缩孔缩松缺陷,故铸件正置底注式方案优于铸件倒置底注式方案。经生产验证,铸件成形质量较好,无明显铸造缺陷,且力学性能良好,满足铝合金缸体铸件质量要求。 展开更多
关键词 发动机缸体 数值模拟 浇注系统 生产验证
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基于SPH-FEM耦合方法的压力铸造缩松缺陷预测
14
作者 王天成 葛涛涛 +3 位作者 贾金波 牛晓峰 侯华 赵宇宏 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第4期535-542,共8页
应用光滑粒子流体动力学法(SPH)计算压力铸造下某支架的流动场、温度场和凝固场,在自主研发的SPH程序中结合了Niyama判据进行铸件缩松缺陷预测,并与ProCAST软件模拟结果进行对比验证,在计算凝固场时结合自主编写的有限单元法(FEM)程序... 应用光滑粒子流体动力学法(SPH)计算压力铸造下某支架的流动场、温度场和凝固场,在自主研发的SPH程序中结合了Niyama判据进行铸件缩松缺陷预测,并与ProCAST软件模拟结果进行对比验证,在计算凝固场时结合自主编写的有限单元法(FEM)程序进行应力场计算。由于该支架在压力的作用下凝固,所以会对其温度产生影响,进而提高SPH程序计算缩松结果的准确性。研究发现,该铸件缩松大多分布在铸件的较厚中心部位以及一些在紧靠较薄模具的边缘,这些部位受力较小,可能导致金属液无法克服阻力而不能及时补缩。由此说明开发的基于SPH-FEM耦合的压力铸造过程数值模拟程序计算准确,运行可靠。 展开更多
关键词 压力铸造 光滑粒子流体动力学 有限元法 缩松缺陷 数值模拟
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免热处理AlSi9MnMg合金的流变特性研究
15
作者 秦甘霖 林健 +6 位作者 杨琴 王志白 徐小敏 胡铁刚 向多 徐从昌 李落星 《矿冶工程》 北大核心 2025年第5期186-191,共6页
为了探究高压压铸免热处理AlSi9MnMg合金的流变特性,基于Searle型流变仪研究了温度和剪切速率对合金熔体黏度的影响,分析了流变测试样品的微观组织结构。结果表明,合金熔体黏度随着测试温度升高而降低;在一定测试温度下,随着剪切速率升... 为了探究高压压铸免热处理AlSi9MnMg合金的流变特性,基于Searle型流变仪研究了温度和剪切速率对合金熔体黏度的影响,分析了流变测试样品的微观组织结构。结果表明,合金熔体黏度随着测试温度升高而降低;在一定测试温度下,随着剪切速率升高,黏度下降,当剪切速率高于800 s^(-1)时,同一剪切速率下黏度不随剪切时间变化而变化;熔体受到剪切力的作用,树枝状晶粒发生破碎、团聚和球化,测试温度越高,颗粒团聚体尺寸越小。 展开更多
关键词 高压压铸 免热处理合金 AlSi9MnMg 流变特性 黏度 剪切
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纵梁铝合金压铸件浇注排溢系统设计 被引量：1
16
作者 白芯健 翟华 +5 位作者 方坤鹏 吴玉程 马东如 赵永征 Zivojin Stamenkovi 吕品 《中国铸造装备与技术》 2025年第1期81-85,共5页
研究了浇注排溢系统对纵梁铝合金压铸结构件压铸模拟结果的影响。根据仿真模拟结果,研究了压铸件结构设计对压铸工艺结果的影响,对纵梁压铸件设计、性能检测等关键技术开展理论和实验研究,进一步为新能源汽车一体化车身结构件优化设计... 研究了浇注排溢系统对纵梁铝合金压铸结构件压铸模拟结果的影响。根据仿真模拟结果,研究了压铸件结构设计对压铸工艺结果的影响,对纵梁压铸件设计、性能检测等关键技术开展理论和实验研究,进一步为新能源汽车一体化车身结构件优化设计提供参考。 展开更多
关键词 铝合金 一体化压铸 浇注排溢系统 性能测试 纵梁
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用机械泵充型的低压铸造技术探索 被引量：1
17
作者 朱霖 董冰 董秀奇 《中国铸造装备与技术》 2025年第3期44-47,共4页
通过将机械泵材质由金属改为等静压石墨,实现用泵代替压缩空气作为动力将金属液推入铸型完成充型和加压凝固,替代传统的低压铸造和差压铸造,称为泵压铸造,其优点为:(1)型腔充满时,同步增压补缩无任何延时,可实现瞬时激增压,且压力可根... 通过将机械泵材质由金属改为等静压石墨,实现用泵代替压缩空气作为动力将金属液推入铸型完成充型和加压凝固,替代传统的低压铸造和差压铸造,称为泵压铸造,其优点为:(1)型腔充满时,同步增压补缩无任何延时,可实现瞬时激增压,且压力可根据工艺要求在0.6~30 MPa区间灵活调整;(2)因石墨耐高温,可用于铸钢、铸铁、铸铜、钛合金、铝合金的铸造;(3)因是恒流泵,填充力与阻力成正比,故可生产更薄的铸件;(4)液面可悬浮,减少铸件内氧化夹渣,提高铸件的疲劳强度;(5)应用前景广阔,除可替代低压铸造外,随着材料科学的发展,泵轴强度的提高,还可替代高压铸造、液态模锻、半固态挤压铸造。 展开更多
关键词 机械泵 等静压石墨 低压铸造 差压铸造 泵压铸造
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一体式车体低压铸造工艺方案设计
18
作者 王鑫 苏小平 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第10期1592-1595,共4页
以一体式车体为研究对象,对其进行低压铸造工艺方案设计,在MagmaSoft软件中对初始浇注系统进行数值模拟并优化工艺方案。结果表明,优化后的工艺方案消除了铸造缺陷,显著提高了铸件的力学性能,满足设计要求。
关键词 一体式车体 数值模拟 低压铸造 工艺优化
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基于集成学习与改进灰狼算法的铝合金压铸件仿真与优化
19
作者 虞任豪 项薇 +2 位作者 林文文 季孟忠 吴磊 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第10期1536-1542,共7页
为优化铝合金压铸件的生产工艺参数,降低试模成本,以减少孔隙缺陷、缩松和缩孔缺陷为目标,提出综合缺陷得分的概念。针对关键工艺参数(模具温度、充型速度和浇注温度)设计了正交试验方案,并利用AnyCasting软件模拟铝合金压铸过程,获取... 为优化铝合金压铸件的生产工艺参数,降低试模成本,以减少孔隙缺陷、缩松和缩孔缺陷为目标,提出综合缺陷得分的概念。针对关键工艺参数(模具温度、充型速度和浇注温度)设计了正交试验方案,并利用AnyCasting软件模拟铝合金压铸过程,获取相应的缺陷得分。通过集成学习模型建立了工艺参数与缺陷得分之间的非线性压铸模型,并采用改进的灰狼算法确定铝合金压铸的优化工艺参数:模具温度为188.84℃,充型速度为1.83 m/s,浇注温度为670℃。采用优化后的工艺参数进行生产验证,发现铝合金件的缺陷位置与仿真结果一致,生产质量达到了预期要求。 展开更多
关键词 铝合金压铸件 集成学习 改进灰狼算法 工艺参数优化
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某汽车后舱一体化压铸件工艺分析及缺陷改善 被引量：3
20
作者 卢灿雄 罗维 +6 位作者 李继强 贾志欣 刘立君 吴士荣 杨斌 孙丽丽 郭涛 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第1期145-148,共4页
借助Flow-3D模拟软件对汽车后舱初始方案的充填过程进行分析,发现铸件U型槽区域存在卷气风险,样件力学性能检验也发现该U型槽位置力学性能不合格。进一步通过X光探伤确定该铸件U型槽区域存在气孔缺陷。为了提高铸件该区域质量,通过CAE... 借助Flow-3D模拟软件对汽车后舱初始方案的充填过程进行分析,发现铸件U型槽区域存在卷气风险,样件力学性能检验也发现该U型槽位置力学性能不合格。进一步通过X光探伤确定该铸件U型槽区域存在气孔缺陷。为了提高铸件该区域质量,通过CAE分析优化了排溢系统。基于优化系统生产的样件的X光探伤显示该区域内部结构致密,无明显气孔缺陷,力学性能检测也表明优化方案有效地提高了U型槽处力学性能,平均伸长率提高了30%。 展开更多
关键词 汽车后舱 压铸 缺陷分析 一体化
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