毕业设计（论文）：进气风罩压铸成型及有限元分析

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1、摘　　要目前，我国传统的飞机进气风罩大多是用铝合金钣金件分块组合焊接而成，工序繁琐，生产周期长，而且其焊接质量难以保证，在飞机飞行过程中其焊接部位经常被吹裂。为了提高飞机进气风罩的使用寿命，降低生产难度，解决生产中因分块组合焊接而带来的质量隐患，本文采用高强度铝合金ZL101A和石膏型熔模精密铸造的工艺来成型进气风罩，并采用ProCAST铸造模拟软件对飞机进气风罩的充型凝固过程进行了数值模拟。铸造过程的计算机模拟是近几十年迅速发展起来的现代铸造工艺研究方法，这种方法通过对铸件进行计算机试浇及工艺分析，能较快的发

2、现决定铸件质量的内部因素，对可能出现的各种铸造缺陷提出预报，从而在工艺实施前优化所采用的铸造工艺参数，这对于指导铸造工艺设计、提高铸件质量具有重要意义。所以，为了实现飞机进气风罩的铸造生产方式，本论文对其铸造过程中的充型凝固过程进行了数值模拟。首先，本文对新型飞机进气风罩的石膏型熔模精密铸造工艺进行了简单的分析。在此基础之上，建立基于Pro/E的进气风罩三维几何造型。最后利用ProCAST铸造模拟软件对进气风罩的整个充型凝固过程进行数值模拟，以精确显示其充型凝固过程中的充填不足、冷隔、裹气和热节的位置以及残余应

3、力和变形。在此次模拟所设置的工艺参数下，铸件填充率可达到98%，这主要是由于铸件在凝固时收缩使浇口处产生塌陷，所以在实际浇注过程中要注意及时补缩。其他缺陷的数量以及分布也基本符合铸件最终的使用要求，因此，这种新型飞机进气风罩的成形工艺可以应用于工业生产。通过对模拟的缺陷的分析，还可以对进气风罩的铸造工艺过程进行优化，从而在实际生产前就采取有效的工艺措施减少或避免缺陷的产生。这种方法对企业的实际生产具有一定的意义。关键词：进气风罩；石膏型熔模精密铸造；凝固温度场；充型流场；数值模拟iiAbstractAtpres

4、ent,mostofthetraditionalairintakehoodsareweldedbythealuminumalloysheet.Itsworkingprocedureiscomplicatedandtheproductioncycleislong.Moreover,thequalityofweldingisdifficulttoguarantee.So,duringtheflight,theweldingpartsareoftenblowncrack.Inordertoimprovethelife

5、oftheairintakehood,tolowertheproductiondifficultyandtosolvethequalityrisksintheproductionduetothemethodofweld,inthisarticle,thehigh-strengthaluminumalloyZL101Aandplastermouldinvestmentcastingwereusedtomoldtheintakehood,andthefillingandsolidificationprocessof

6、theairintakehoodwassimulatedbythecastingsimulationsoftwareProCAST.Computersimulationofcastingprocessisthemoderncastingstudymethodwhichdevelopedrapidlyinrecentdecades.Theinternalfactorswhichdeterminethequalityofthecastingcanbefoundquicklybypouringandanalyzing

7、theworkingprocessbycomputer.Todifferentkindsofpossiblycastingdefects,thepredictionisbroughtup.Thereby,theprocessparametersofthecastingareoptimizedbeforetheimplementationoftheprocess.Itisofgreatsignificancetoconducttheprocessdesignandimprovethequalityofthecas

8、ting.Therefore,inordertoachievetheairintakehoodcastingproduction,simulationofthefillingandsolidificationprocessinthecastingwascarriedoninthisarticle.KeyWords：airintakehood;plastermouldinvestment