WCB钢阀体的铸造工艺模拟及改进

利用三维绘图软件Pro/Engineer生成WCB钢阀体的三维实体模型,运用铸造模拟软件Z-Cast对阀体进行流场和温度场的数值模拟,预测缩孔、缩松等缺陷产生的部位,并分析形成原因。通过Z-Cast软件对冒口、冷铁尺寸进行改进,优化工艺。模拟计算结果表明:改进工艺实现了顺序凝固,消除了缩孔、缩松缺陷,保证了铸件质量。     

铸件缺陷机理分析及凝固温度场工艺优化

针对某型号发动机Y进口管疏松缺陷问题,基于ProCAST铸造仿真模拟软件,阐述了缺陷产生机理,建立了合金充型凝固可视化模型,得出冷铁设计不合理是缺陷产生的根本原因。通过调整冷铁结构及尺寸,协调各部分冷却速度,优化凝固温度场分布,从而建立了自下而上的凝固顺序,保证铸液补缩通道的通畅,原缺陷部位合金液得到补充,消除疏松缺陷。小批量生产验证结果表明:铸件X光透视检查未见疏松缺陷,铸件合格率由60%提高到92.8%,生产周期由4个月缩短至1个月。     

铝合金铸件的凝固过程数值模拟

对铝合金石膏型精密铸件和砂型铸件的凝固过程进行了数值模拟。通过模拟预测了铸件的缩孔区，并通过工艺修正和方案改进消除了铸件内缩孔的发生。     

大型复杂薄壁铝铸件的铸造工艺探讨

随着国防工业的发展,在铝合金铸造领域里出现许多大型、复杂、薄壁铝合金铸件。对于这类铸件应采取复合凝固方式,即从整体说是同时凝固,铸件局部又是顺序凝固。不论铸件如何复杂,我们可以从铸件的壁厚、使用要求及金属液流路等方面分析,把铸件划分为同时凝固区域与顺序凝固区域。这样可针对两个不同的凝固区域,采取一系列相应的工艺措施,在生产条件下,实现这类铸件的复合凝固方式,从而获得质量良好的铸件。     

田口方法在复杂铸件铸造工艺设计中的应用

利用田口稳健性设计方法的思想,从复杂铸件桥壳铸造工艺的系统设计入手,确定其浇注、激冷及补缩系统,并选定了七个全面且合适的可控因素完成了参数设计,确定了桥壳铸造工艺的最佳设计方案,而后利用质量损失函数对该最佳方案进行评价,通过华铸CAE/InteCAST模拟仿真手段及实际铸造生产的验证,进一步确认了该最佳工艺方案的稳定性和可靠性。     

高强不锈钢离心轮浇冒口的设计与计算

离心轮为重型运载液氧煤油发动机涡轮泵中的关键零件,结构复杂,材质为高强不锈钢S-04。工作时高速旋转,叶片型面与燃料直接接触,承受载荷大,对其尺寸精度和内部质量要求高,采用熔模铸造方法生产。为防止铸件热节部位出现缩孔、缩松缺陷,需要合理设计浇冒系统,保证铸件质量。采用模数法对离心轮铸件冒口进行设计与计算,并对冒口补缩能力进行校核,保证冒口有足够的金属液补缩铸件。经过实际生产验证,离心轮冒口实用可靠,铸件的热节部位得到了有效补缩,成功浇注出了高质量的离心轮铸件。离心轮工艺方案合理、有效,验证了用模数法设计与计算高强不锈钢离心轮浇冒口的准确性。     

纤维复合型保温冒口套成型工艺及性能的研究

一、前言 在铸件的厚壁上或热节部位设置冒口,是防止缩孔和缩松以获得优质铸件的有效工艺措施,而冒口重量一般可达铸件重量的40～100％,实际上铸件需要补绾的金属量仅相当于其重量的百分之几,致使铸件工艺出品率大为降低。如果采取保温冒口,则可在保证冒口有足够的补缩作用的同时,大大减少冒口的金属消耗,达到改善铸件质量,降低成本,节约能     

飞轮铸件铸造工艺过程的数值模拟与工艺改进

运用铸造工艺模拟软件Z-CAST对飞轮铸件的铸件的铸过程进行数值模拟,研究了铸件充型和凝固过程的温度场,预测在此过程中可能出现的缺陷,提出浇注系统改进工艺方案。结果表明,采用薄、宽的内浇道设计符合实际生产的要求,消除了飞轮铸件的缩孔缺陷,提高了铸工艺出品率。     

铝合金复杂薄壁件铸造工艺研究

采用低压砂型铸造工艺制备了铝合金复杂薄壁铸件。根据零件整体壁厚薄、壁厚一致性相差悬殊的特点,设计了3种浇注系统:十字型底注式浇注系统、工字型中注结合冷铁补缩厚大部位形式浇注系统、工字型中注结合内浇口补缩厚大部位形式浇注系统。结果表明,工字型中注结合内浇口补缩厚大部位形式浇注系统,可获得零缺陷铸件。     

基于ProCAST的镁合金惯组支架砂型铸造工艺研究

为实现镁合金惯组支架的高效率、高质量研制,使用ProCAST软件仿真优化ZM5镁合金惯组支架铸造工艺。通过对充型、凝固过程进行分析,发现铸件内部的3条薄壁筋板易出现浇不足、冷隔缺陷,圆弧面内侧厚壁筋条易出现缩孔、缩松等缺陷。经过优化设计,通过采取增加薄壁筋板厚度、调整内浇道位置、改变厚壁筋板上侧冒口结构等措施,较好地避免了上述铸造缺陷的产生,获得了合格的支架铸件。数值模拟仿真技术可应用于绝大多数航天构件的铸造过程分析,实现构件快速研制。     

K42O2高温合金激光选区熔化成形微观组织研究

为了实现激光选区熔化成形(SLM)这项新工艺在液体火箭发动机高温合金结构上的推广应用,明晰其强化机理以及研究相应的热处理制度,对激光选区熔化快速凝固条件下组织形成及演化规律、第二相析出特点进行了分析和讨论.采用SLM成形K4202镍基高温合金试样,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)等理化分析手段,将基于ANSYS生死单元技术的温度场数值模拟结果和经典凝固理论相结合,揭示了其组织特征及演化规律:沉积态表现为外延生长柱状晶,层间可见层带组织,顶部出现转向枝晶和二次枝晶臂,γ'强化相和碳化物的析出受到抑制.     

面向空间电推力器的氙气供给系统发展综述及展望

在阐述氙气供给系统组成与分类基础上,将传统氙气供给系统和先进氙气供给系统按照机械减压型、开关控制型和比例控制型三种类型进行梳理,提炼了氙气供给系统中涉及到的关键技术,如建模与仿真技术、流体控制部件技术及系统集成技术,并对其研究现状进行了概述。对氙气供给系统的发展现状和发展趋势进行了总结,重点对国内外氙气供给技术的差距进行分析,给出了我国电推进氙气供给系统的发展建议。首次全面、系统地对面向空间电推力器的氙气供给系统进行综述、总结和展望,对于氙气供给技术的研究具有重要的参考价值。     

一种大功率圆极化交叉对称阵子天线

为了满足大功率反射面天线的馈源设计要求,文章设计了一种大功率圆极化交叉对称阵子天线,其工作频率在1.19GHz~1.285GHz,天线整体由交叉对称阵子和开槽线巴伦组成。通过开槽线巴伦实现平衡-非平衡馈电。为了实现圆极化,通过改变对称阵子结构,在对称阵子臂相邻90°处增添一对阵子臂,形成交叉对称阵子,并通过调整阵子臂的长度,使其实现90°自相移结构,并最终实现圆极化,由于天线整体均为金属,使得天线可以承受更高的功率。该天线在119GHz~1285GHz频带内电压驻波比(votage standing wave ratio,VSWR)<1.5,圆极化轴比<3dB,实测结果表明,实测和仿真结果基本一致,天线在该频段内实现了较好的圆极化特性。     

S波段大型功分馈电网络设计

为了满足某平面阵列天线高增益、低副瓣的要求,设计了工作在S波段、相对带宽为10％的1—48的大型功分馈电网络。该馈电网络采用带状线功分器与微带线功分器级联而成。利用HFSS、Ansoft Designer等电磁软件对其进行仿真设计。实测结果表明在所要求的频段内,网络的输入驻波小于1．50,相位误差小于10°。     

圆波导TE11/TE21双模自跟踪馈源的研究设计

圆波导TE11/TE21双模自跟踪馈源作为一种重要的自跟踪馈源,具有低插入损耗、高G/T值和全极化跟踪的优点,在测控领域得到广泛应用。在叙述了设计该馈源的理论、过程和方法的基础上,给出了一个设计实例——S频段的TE11/TE21双模自跟踪馈源,仿真和测试结果基本一致。     

火箭发动机水击压力数值模拟分析

依据水击理论,以某液体火箭发动机为例,采用特征线法建立推进剂供应系统一维流动数学模型,实现了关机水击数值模拟。实例计算分析了测压导管对水击过程的影响。     

Order of magnitude analysis of convective effects in dendritic solidification

The different types of convective phenomena which may occur during the dendritic solidification of metallic alloys are discussed from an order of magnitude analysis. Bulk thermal convection and/or interdendritic solutal convection have to be considered according to the values of the experimental data. Scaling laws for the solute boundary layer resulting from bulk thermal convection have already been derived. It is shown here that the interdendritic flow depends on a solutal Grashof number Gr based on the horizontal density gradient and a characteristic length L_s which is of the order of the liquid channels width. For Gr < 1, which is generally verified in practical cases, the interdendritic flow velocity U_r is proportional to the Grashof number. This a priori law compares favorably with the results of horizontal solidification experiments where the mean interdendritic flow velocity has been estimated from the resulting measured macrosegregation. In these experiments, as well as for most horizontal dendritic solidifications of metallic alloys at 1 g, the ratio $\text{U}{}_{\mathrm{r}}\text{R}$ (R is the growth rate) is of order one. In order to cancel the interdendritic flow effects, this ratio has to be lowered by one order of magnitude. According to our analysis, this can be obtained by performing the experiments either at a slightly reduced g level (～10^?1 g), or at 1 g in a vertical stable configuration with a sufficiently low residual horizontal thermal gradient.     

甲烷-乙烷混合推进剂深度过冷技术的实验研究

针对甲烷采用液氮过冷可能发生甲烷冰堵风险,提出了在甲烷中添加乙烷,制备凝固温度更低的甲烷-乙烷混合推进剂的新方案,搭建实验系统测试了甲烷-乙烷凝固温度变化规律。研究发现,随着甲烷含量提高,混合推进剂凝固温度先降低后升高。当甲烷、乙烷比例为0.71∶0.29时,混合推进剂达到最低凝固温度,约73.0 K。当采用常压饱和液氮对混合推进剂过冷时,控制甲烷含量在0.52~0.81间可避免推进剂冻结。相较于常压饱和甲烷,防冻结区的混合推进剂密度提高了24.0%~38.4%,液相存在温区增大至35.7 K~40.5 K。此外,甲烷-乙烷混合推进剂具有理论比冲高、再生冷却性能佳、结焦与积碳小等优势。所提出的甲烷-乙烷混合推进剂在火星探测等任务中具有可观的应用前景。     

基于刷扫和研磨的复合式小行星取样器取样过程仿真与分析

针对小行星表面微重力环境及样品机械属性未知的特点,提出了一种基于刷扫和研磨的复合式取样器设计方案。该取样器通过刷扫和研磨的复合方式进行取样,能够提高小行星表面取样任务的成功率。为了研究该取样器刷扫取样时刷轮叶片数、刷轮转速、推进速度、星壤参数等对取样效率的影响,研磨和刷扫复合取样的优越性以及刷扫和研磨时的驱动力矩,开展了样品颗粒相互作用建模及研磨取样动力学分析。基于离散元仿真软件EDEM,构建了取样器3D模型并仿真其在小行星表面取样,获得了样品收集质量与取样时间的关系曲线,分析了各个参数对取样效率的影响。结果表明:刷轮叶片数越多,刷轮转速越大,推进速度越大,取样器取样效率更高,刷扫和研磨的复合取样方法比起单一的刷扫取样,具有更高的取样效率。该研究为设计小行星取样器、取样参数设定和取样效果分析提供了依据。