【正文】 本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒(méi)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的寫(xiě)作。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(zhǎng)。n 汽車(chē)差速器支架ANSYS Maximum Shear Stress 分析圖 汽車(chē)差速器支架ANSYS Equivalent Stress 分析圖 汽車(chē)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(gè)孔1mm的位移。聲場(chǎng)分析ANSYS把聲學(xué)歸為流體，程序的聲學(xué)功能用來(lái)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(dòng)態(tài)特性。與靜力分析不同，動(dòng)力分析要考慮隨時(shí)間變化的力載荷以及它對(duì)阻尼和慣性的影響。由于單元形狀簡(jiǎn)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(gè)區(qū)域的適當(dāng)精度。不同于求解（往往是困難的）滿足整個(gè)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(jiǎn)單幾何形狀（如二維問(wèn)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(gè)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。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(zhǎng)度，d1，l1 分別為試驗(yàn)后的截面直徑和標(biāo)距長(zhǎng)度。一些鑄造工作者可能有過(guò)這樣的經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)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(shuō)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(shí)也會(huì)有伴生現(xiàn)象，即封閉在鑄件內(nèi)部的縮孔內(nèi)會(huì)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(huì)通過(guò)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。普通砂型鑄造 包括濕砂型、干砂型、化學(xué)硬化砂型三類(lèi)。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(chǎng)合，諸如艦艇、汽車(chē)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。鋁合金顯微組織主要受到以下幾個(gè)因素的影響[5]，(a)鑄錠均勻化處理鑄錠均勻化處理通過(guò)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(guò)程的回復(fù)與再結(jié)晶溫度。K）1彈性模量,MPa—70000電導(dǎo)率,S對(duì)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。 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(lèi)及應(yīng)用 4 鋁合金的分類(lèi) 4 鋁及ADC12合金的應(yīng)用 5 本文研究?jī)?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(jì) 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(lèi)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(duì)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(lèi)型 18 本章總結(jié) 19第5章 豐田422aRAV4差速器支架及發(fā)動(dòng)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(lèi)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。優(yōu)化后再模擬。本文通過(guò)受力分析預(yù)測(cè)危險(xiǎn)點(diǎn)，并與實(shí)際對(duì)比，檢驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性。（m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)。 鋁合金的分類(lèi)及應(yīng)用 鋁合金的分類(lèi)鋁合金的分類(lèi)方法很多，目前使用最廣泛的有三種分類(lèi)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。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％。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(shí)與大氣連通。測(cè)量了l1，按下式計(jì)算延伸率，即：。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(jì)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。同時(shí)由于不能在求解域的不同部位對(duì)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(wèn)題的求解很困難。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)的影響并不顯著的問(wèn)題。分析結(jié)果可以是每個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力和通過(guò)每個(gè)單元的流率。 汽車(chē)差速器支架ANSYS Maximum Shear Stress 分析圖 汽車(chē)差速器支架ANSYS Equivalent Stress 分析圖 汽車(chē)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(gè)孔2000N的力，給中間兩孔1000N。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(zhǎng)。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師李冬華他對(duì)我進(jìn)行了無(wú)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)。等表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(zhǎng)。分別出equivalent stress，maximum shear，maximum principal stress的受力分析圖。ANSYS壓電分析用于分析二維或三維結(jié)構(gòu)對(duì)AC（交流）、DC（直流）或任意隨時(shí)間變化的電流或機(jī)械載荷的響應(yīng)。ANSYS程序可求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問(wèn)題，包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種。它兼顧了兩者的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了各自的不足，因而具有更大的優(yōu)越性和實(shí)用性。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題被較簡(jiǎn)單的問(wèn)題所替代。強(qiáng)度值（這是原始材料鑄件的強(qiáng)度值），當(dāng)用擠壓鑄造工藝后的強(qiáng)度值。 鋁合金鑄件中影響縮孔形成的因素1）合金凝固方式的影響凝固方式分為外生光滑界面（平滑壁）凝固、粗糙界面凝固、海綿狀凝固、內(nèi)生糊 狀凝固和殼狀凝固等五種方式。鑄造金屬 是指鑄造生產(chǎn)中用于澆注鑄件的金屬材料，它是以一種金屬元素為主要成分，并加入其 他金屬或非金屬元素而組成的合金，習(xí)慣上稱為鑄造合金，主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。第2章 壓鑄工藝形成的ADC12鋁合金力學(xué)性能的研究 鑄造鋁合金的介紹鑄造鋁合金一直是航空、航天、軍事和汽車(chē)工業(yè)中重要的結(jié)構(gòu)材料；壓力鑄造以其尺寸精確、表面光潔、效率高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到鑄造鋁合金中．目前我國(guó)壓鑄鋁合金的抗拉強(qiáng)度普遍低于240 MPa(金屬型澆注)，其綜合力學(xué)性能較差，不能滿足一些高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件的要求，且硬度HBS低于90，導(dǎo)致鑄件的加工性能也較差，此外，壓鑄件一般不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化?．基于以上原因，為進(jìn)一步擴(kuò)大鋁合金壓鑄件的應(yīng)用范圍，一方面需要研究新的壓鑄技術(shù)，另一方面更迫切需要開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)越、成分易于控制的高性能壓鑄鋁合金以滿足工業(yè)生產(chǎn)．化學(xué)成分的選定是合金獲得好的力學(xué)性能的基礎(chǔ)；有效的熔體處理可同時(shí)獲得高純凈度的熔體及理想的變質(zhì)和晶粒細(xì)化效果．筆者在ADCl2合金成分的基礎(chǔ)上，通過(guò)成分設(shè)計(jì)和加入經(jīng)優(yōu)化配比后的混和稀土進(jìn)行變質(zhì)等熔體處理，開(kāi)發(fā)出了一種新型高性能壓鑄鋁合金ADCl2．1R，并在XJS280臥式冷室壓鑄機(jī)上進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn)，其力學(xué)和機(jī)加工等性能均優(yōu)于目前國(guó)內(nèi)普遍使用的ZLl 12Y壓鑄合金． ADCl2．1R 合金成分設(shè)計(jì)ADCl2．1 R合金成分以ADCl2合金成分為基礎(chǔ)，為減少試驗(yàn)次數(shù)，合金中Si、Mn、Ti、Fe等元素的成分取為定值，從Mg和Cu組元對(duì)合金力學(xué)性能影響的角度，經(jīng)多次試驗(yàn)后，確定ADCl2．1R合金最好的一組配方為A1SiCu(2)Mg(2)．實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)所用原材料分別為：99．7％鋁錠，結(jié)晶硅，99．95％鎂錠，純銅，A1—5Ti一3B中間合金，m一10％RE(RE為混合稀土)中間合金，自制Al一20％Fe中間合金，A1—10％Mn中間合金，99．95％鋅錠，無(wú)毒精煉劑和扒渣劑．在150 kg的工業(yè)電爐內(nèi)熔配ADCl2．1R合金，將合金液升溫至750℃，加入A1一RE中間合金進(jìn)行變質(zhì)處理，充分?jǐn)嚢?，并?20。另一方面固溶元素也會(huì)阻礙晶界的遷移速度。m/K體積磁化率,107磁導(dǎo)率,（H/m）反射率(λ=2500 1010),%—87(λ=5000 1010),%—90(λ=200001010),%—97折光率（白光）—~吸收率（白光）—~輻射能（25℃，大氣中）,W/m2—~注：O狀態(tài)：退火狀態(tài)，H狀態(tài)：加工硬化狀態(tài)鋁還具有比其它有色金屬、鋼鐵、塑料和木材等更優(yōu)良的特性，如良好的耐蝕性和耐候性；良好的塑性和加工能力；良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；良好的耐低溫性能，對(duì)光熱電波的反射率高，表面性能好；無(wú)磁性；基本無(wú)毒；有吸引音性；耐酸性好；抗輻射性能好；彈性系數(shù)小；良好的理想性能；優(yōu)良的鑄造性能和焊接性能；良好的撞擊性、此為，鋁材的高溫性能、成型性能、切削加工性能、鉚接性能、膠合性能及表面處理性能等也很好。[2] 理化性能，約為鐵的1/3，故鋁基合金的密度都比較小，~，但比強(qiáng)度高(等重量時(shí)的強(qiáng)度)，可與合金鋼相比。但是我們應(yīng)該清楚的看到，我國(guó)鋁加工材在品種、質(zhì)量以及綜合經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)等方面與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距。壓鑄過(guò)程數(shù)值模擬是現(xiàn)代鑄造工業(yè)的重要手段，通過(guò)對(duì)工藝參數(shù)的分析研究，可以優(yōu)化方案，從而確保鑄件質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。此外，鋁合金的加工工藝多種多樣。K）1導(dǎo)熱率（25℃）,W鋁銅（Cu）硅（Si）鎂（Mg）鋅（Zn）鐵（Fe）錳（Mn）鎳（Ni）錫（Sn）余量~~.《《《《《《 鋁及鋁合金熱軋組織與性能變化鋁合金在高溫下塑性高、抗力小，加之原子擴(kuò)散過(guò)程加劇，伴隨有再結(jié)晶，有利于組織的改善。因此，軋制出口溫度對(duì)決定熱軋顯示微觀組織是極為重要的。鑄造是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一。 鋁合金鑄件縮孔形成機(jī)理縮孔形成的原因是由于金屬液在冷卻凝固過(guò)程中，液態(tài)收縮和凝固收縮得不到補(bǔ)充，在鑄件最后凝固部位出現(xiàn)孔洞，容積大而集中的孔洞稱為縮孔，細(xì)小而分散的孔洞稱為縮松。具體試樣及編號(hào)見(jiàn)圖31。為下一步的顯示動(dòng)力學(xué)有限元分析提供了相關(guān)依據(jù)。其次，有限元法的單元形狀并不限于規(guī)則網(wǎng)格，