【正文】 移的作用，固定最右邊的孔，給左側(cè)兩個孔豎直向下10000N的力和向右的10000N的力。表511數(shù)據(jù)列表equivalent stressmaximum shearstressmaximum principalMixMin4854由以上數(shù)據(jù)可知：把氣孔排擠到左側(cè)前方可實(shí)現(xiàn)壽命最長。這樣在加工時特別注意一下會大幅提高零件壽命，提高了吉星公司的經(jīng)濟(jì)效益。等[12]FlemingsMC．Behavioro fmealalloy sinthesemisolidstate[J]．Metallurgical ransactions，1991，22(5)：957—981[13]Boggelen JWK尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師李冬華他對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。分別出equivalent stress，maximum shear，maximum principal stress的受力分析圖。表59數(shù)據(jù)列表equivalent stressmaximum shearstressmaximum principalMixMin由以上數(shù)據(jù)可知：把氣孔排擠到右側(cè)圓孔左下方可實(shí)現(xiàn)壽命最長。 汽車差速器支架ANSYS Maximum Shear Stress 分析圖 汽車差速器支架ANSYS Equivalent Stress 分析圖 汽車差速器支架ANSYS Maximum Principle Stress 分析圖圖57如圖57所示， 此差速器支架主要起到防止差速器前后產(chǎn)生位移的作用，固定最左邊的孔，給右側(cè)兩個孔豎直向下10000N的力和向右的10000N的力。 汽車差速器支架ANSYS Maximum Shear Stress 分析圖 汽車差速器支架ANSYS Equivalent Stress 分析圖 汽車差速器支架ANSYS Maximum Principle Stress 分析圖圖 54如圖54所示， 此差速器支架主要起到防止差速器前后產(chǎn)生位移的作用，固定最右邊的孔，給左兩個孔2000N的力，給中間兩孔1000N?？蛇M(jìn)行四種類型的分析：靜態(tài)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析、瞬態(tài)響應(yīng)分析。分析結(jié)果可以是每個節(jié)點(diǎn)的壓力和通過每個單元的流率。ANSYS程序可以分析大型三維柔體運(yùn)動。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對結(jié)構(gòu)的影響并不顯著的問題。在固體力學(xué)領(lǐng)域，有限元法不僅可以用于線性靜力分析，也可以用于動態(tài)分析，還可以用于非線性、熱應(yīng)力、接觸、蠕變、斷裂、加工模擬、碰撞模擬等特殊問題的研究。同時由于不能在求解域的不同部位對試探函數(shù)提出不同的精度要求，往往由于局部精度的要求問題的求解很困難。有限元法的基本思想可歸結(jié)為兩個方面，一是離散，二是分片插值。有限元法最初被稱為矩陣近似方法，應(yīng)用于航空器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算，并由于其方便性、實(shí)用性和有效性而引起從事力學(xué)研究的科學(xué)家的濃厚興趣。而吉星公司正是采用了這種擠壓鑄造的工藝進(jìn)行加工汽車的零部件。測量了l1，按下式計算延伸率，即：。2）鑄件熱流的大小和方向當(dāng)呈光滑界面凝固時熱流對鑄件縮孔形成影響。如果鑄件(含澆冒口系統(tǒng))在下述條件下凝固就可能形成光滑壁縮孔 (1)散熱條件好、凝固速度快；(2)外生(逐層)方式凝固；(3)順序凝固；(4)最后凝固部位形成縮孔時與大氣連通。 由于方方面面的原因，存在于鑄件的缺陷五花八門，由于凝固成形時條件的差異，缺陷的種類表現(xiàn)為形態(tài)和表 現(xiàn)部位不尺相同。在機(jī)械產(chǎn)品中，鑄件占有很大的比例，如機(jī)床中為 60％～80％。m01． （23）在共晶點(diǎn)附近溫度580℃，即853 K時，反應(yīng)的自由能變?yōu)椋骸鱃3 K=△8K—TA298 K=一80 844．21 J0．因此，從熱力學(xué)上講，稀土元素均可能在鋁硅合金共晶溫度時與熔體中的HI形成氫化物，而且氫化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨溫度下降，此反應(yīng)更易進(jìn)行，所以在液態(tài)鋁中，加人稀土?xí)r，從理論上講完全可以形成穩(wěn)定的稀土氫化物，且隨著溫度下降，這種氫化物越來越穩(wěn)定，從而達(dá)到固氫的作用．2)稀土的除雜作用o168。 鋁合金的分類及應(yīng)用 鋁合金的分類鋁合金的分類方法很多，目前使用最廣泛的有三種分類方法：按合金狀態(tài)及熱處理特點(diǎn)、按合金性能及用途、按合金所含主要成分。大量研究表明，Mg、Zn等元素的加入會降低再結(jié)晶的溫度，在含這類元素的鋁合金熱軋過程中容易得到再結(jié)晶組織，Mn、Cr、Zr、Fe等元素的加入會提高再結(jié)晶溫度，這類鋁合金熱軋過程中容易得到回復(fù)的亞結(jié)構(gòu)組織。由于應(yīng)力狀態(tài)中靜水壓力的作用，可促進(jìn)鑄態(tài)組織中存在的氣泡焊合，縮孔壓實(shí)，疏松壓密，變?yōu)檩^致密的組織結(jié)構(gòu)。其中5系合金中的主要合金元素是鎂。（m詳細(xì)的熱學(xué)性能、電學(xué)性能及膨脹系數(shù)等數(shù)據(jù)如表11所示[2]。本文通過受力分析預(yù)測危險點(diǎn)，并與實(shí)際對比，檢驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性。成本低，而且使用一種加工工藝可以大量生產(chǎn)同樣的零部件，這也是他的特點(diǎn)之一。優(yōu)化后再模擬。但是由于各種因素，鋁合金壓鑄件存在著諸多缺陷，如縮孔、縮松、氣孔、裂紋、氧化夾雜等。 through the analysis of process paraments, the program can be optimized so as to ensure the quality of casting and improve production efficiency . This also provides a new way for foundry engineers to study diecasting process.This paper mainly uses ANSYS to stress analysis on differential stents and the engine mount the pad,then to optimize and improve these defects. And simulation again.In this paper , the simulation analysis provides theoretical basis and guidance for optimizing the die casting process to realize the significance of the numerical simulation.Key words: die casting adc12aluminum alloy stents septa finite element analysis目錄目錄 III第1章 緒論 1 課題背景 1 鋁合金及adc12型鋁合金的性能特點(diǎn) 1 晶體特性 1 理化性能 2 理化性能 2 鋁及鋁合金熱軋組織與性能變化 3 鋁合金的分類及應(yīng)用 4 鋁合金的分類 4 鋁及ADC12合金的應(yīng)用 5 本文研究內(nèi)容 5第2章 壓鑄工藝形成的ADC12鋁合金力學(xué)性能的研究 6 鑄造鋁合金的介紹 6 ADCl2．1R 合金成分設(shè)計 6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 7 討論 9 本章總結(jié) 10第3章 鑄造鋁合金縮孔形成理論 12 鑄造分類及特點(diǎn) 12 鑄造的缺陷 12 鋁合金鑄件縮孔形成機(jī)理 13 鋁合金鑄件中影響縮孔形成的因素 13 原始狀態(tài)鑄件性能與擠壓鑄造性能對比 14 本章小結(jié) 15第4章 有限元法與ANSYS 16 有限元分析方法概述 16 有限元分析的基本思想 16 ANSYS的主要功能 17 ANSYS提供的分析類型 18 本章總結(jié) 19第5章 豐田422aRAV4差速器支架及發(fā)動機(jī)懸置隔墊有限元分析 20 零件模型 20 網(wǎng)格劃分 22 各零件在不同工況的受力情況及其分析 24 本章總結(jié) 38致謝 40參考文獻(xiàn) 41附錄 42第1章 緒論節(jié)約資源和能源、改善各種建筑機(jī)械的結(jié)構(gòu)已成為人類生產(chǎn)生活中所追求的重要目的，材料的輕量化顯然是有效的發(fā)展途徑之一，其中鋁合金密度低和力學(xué)性能好而且易于加工成型，因此成為輕量化首選的金屬材料。特別是車輛引擎部分特別適合使用鋁合金材料。對于5083鋁合金，它屬于AlMg二元體系，大致有四種相：β（復(fù)雜面心立方）、β`（復(fù)雜菱形六面體）、γ（體心立方）、γ`（尚未確定），其中相的表達(dá)式為：βAl3MgεAl30Mg2γAl12Mg17。m326982710—熔點(diǎn),℃約650沸點(diǎn),℃2060—溶解熱,（105J/kg）燃燒熱,（107J/kg）凝固體積收縮率/%—比熱容（100℃）,JK）1彈性模量,MPa—70000電導(dǎo)率,S另外還含微量的Mn和Cr，以提高合金強(qiáng)度和耐腐蝕性，但錳含量過高是會顯著降低合金塑性，特別是含微量鈉是容易在熱軋過程中發(fā)生鈉脆；Cr可以提高合金耐蝕性，還能抑制晶核形成和晶粒長大。鋁合金顯微組織主要受到以下幾個因素的影響[5]，(a)鑄錠均勻化處理鑄錠均勻化處理通過改變鑄態(tài)組織中第二相粒子大小和分布，從而影響到熱軋過程的回復(fù)與再結(jié)晶溫度。(5056)熱軋輥縫內(nèi)顯微組織的演變規(guī)律進(jìn)行了研究[7]，發(fā)現(xiàn)只有亞結(jié)構(gòu)只在出輥口附近才達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，軋制溫度和道次壓下率對亞結(jié)構(gòu)與再結(jié)晶有著較大的影響。本文所研究的ADC12型合金由于其理化性能，被廣泛用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性、和中等強(qiáng)度的場合，諸如艦艇、汽車和飛機(jī)板焊接件；還有需要嚴(yán)格防火的壓力容器、制冷裝置、電視塔、鉆探設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備、導(dǎo)彈元件、裝甲等。1)經(jīng)過成分優(yōu)化，采用混和稀土變質(zhì)成功研制了一種高性能壓鑄鋁合金——ADCl2．1R。普通砂型鑄造 包括濕砂型、干砂型、化學(xué)硬化砂型三類。此外， 還有許多缺陷，如有夾雜物、氣孔、冷隔等，出現(xiàn)在充填過程中，它們不僅與合金種類有關(guān)，而且還與具體成形工藝有關(guān)。一些鑄造工作者可能有過這樣的經(jīng)驗(yàn)，一個剛注滿金屬液的鑄型， 因某種原因突然漏水(跑火)，而鑄件已有部分凝固結(jié)殼，金屬液流失后剩下的殼壁內(nèi)表面一般是光滑的，這與上面所說的理想狀態(tài)下凝固的冒口內(nèi)形成光滑壁縮孔 有相似性縮孔形成時也會有伴生現(xiàn)象，即封閉在鑄件內(nèi)部的縮孔內(nèi)會處于一定的真空 狀態(tài)(P 孔內(nèi)氣壓P 大氣壓)，如果縮孔與鑄件表面之間存在不致密的缺陷(如縮松)，在 真空作用下，大氣會通過這些不致密處被吸入，以平衡縮孔內(nèi)的負(fù)壓，使 P 孔內(nèi)氣壓=大氣壓。 原始狀態(tài)鑄件性能與擠壓鑄造性能對比課題研究之前，做了一次廠家原材料原始狀態(tài)鑄件（而非擠壓鑄造）的性能測試。試件的強(qiáng)度載荷、延伸率和斷面收縮率結(jié)果如下表31：表31 試驗(yàn)數(shù)據(jù)d0（mm）l0(mm)d1（mm）l1(mm)（%）（%）FS(kN)件1%%件2%%件3%%d0，l0 分別為實(shí)驗(yàn)前的截面直徑和標(biāo)距長度，d1，l1 分別為試驗(yàn)后的截面直徑和標(biāo)距長度。另外，通過分析影響金屬變形的因素，明確了大的研究方向是邊緣位置的應(yīng)力和應(yīng)變。不同于求解（往往是困難的）滿足整個定義域邊界條件的允許函數(shù)的 RayleighRitz 法，有限元法將函數(shù)定義在簡單幾何形狀（如二維問題中的三角形或任意四邊形）的單元域上（分片函數(shù)），且不考慮整個定義域的復(fù)雜邊界條件，這是有限元法優(yōu)于其他近似方法的原因之一。 有限元法的離散思想借鑒于差分法，但做了適當(dāng)改進(jìn)。由于單元形狀簡單，所以容易滿足邊界條件，且用低階多項(xiàng)式就可獲得整個區(qū)域的適當(dāng)精度。ANSYS的前處理模塊主要有兩部分內(nèi)容：實(shí)體建模和網(wǎng)格劃分。與靜力分析不同，動力分析要考慮隨時間變化的力載荷以及它對阻尼和慣性的影響。熱傳遞的三種類型均可進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)、線性和非線性分析。聲場分析ANSYS把聲學(xué)歸為流體，程序的聲學(xué)功能用來研究在含有流體的介質(zhì)中聲波的傳播，或分析浸在流體中的固體結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。所以在這種情況下，復(fù)習(xí)一下《材料力學(xué)》，《彈性力學(xué)》和《塑性力學(xué)》是非常有必要的，加深對基本概念的理解，實(shí)際上，適當(dāng)?shù)膹?fù)習(xí)并不要花很多時間，效果卻很明顯，不僅能勾起遙遠(yuǎn)的回憶，加深理解，又能使遇到的問題得到順利的解決。n 汽車差速器支架ANSYS Maximum Shear Stress 分析圖 汽車差速器支架ANSYS Equivalent Stress 分析圖 汽車差速器支架ANSYS Maximum Principle Stress 分析圖圖55如圖55所示， 此差速器支架主要起到防止差速器前后產(chǎn)生位移的作用，固定最右邊的孔，給左四個孔1mm的位移。 汽車差速器支架ANSYS Maximum Shear Stress 分析圖 汽車差速器支架ANSYS Equivalent Stress 分析圖 汽車差速器支架ANSYS Maximum Principle Stress 分析圖圖58如圖57所示， 此差速器支架主要起到防止差速器前后產(chǎn)生位移的作用，固定最左邊的孔，給右側(cè)兩個孔豎直向下10000N的力和向左10000N的力。表510數(shù)據(jù)列表equivalent stressmaximum shearstressmaximum principalMixMin由以上數(shù)據(jù)可知：把氣孔排擠到右側(cè)圓環(huán)右上方可實(shí)現(xiàn)零件壽命最長。分別出equivalent stress，maximum shear，maximum principal stress的受力分析圖。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文