船用螺旋槳槳葉的鑄造數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化.pdf

1、該型船用螺旋槳槳葉屬于中小型槳葉，其槳葉曲面復雜,主要承受剪切交變載荷的作用，受力復雜,對其內(nèi)部組織強度要求很高，從槳葉的試制情況來看，已經(jīng)暴露了很多問題，例如槳葉的縮松縮孔、氣泡、夾渣等鑄造缺陷，其中槳葉的縮松縮孔缺陷尤為嚴重，缺陷率達到了85％以上，對于槳葉的鑄造缺陷，如果通過多次生產(chǎn)試制來改善，不僅增加產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，也會增加產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。因此本文通過數(shù)值模擬分析軟件并結(jié)合生產(chǎn)實際情況來對槳葉的鑄造缺陷進行分析，找出其缺陷的原因

2、，并針對槳葉的鑄造缺陷提出合理化建議，為槳葉的實際生產(chǎn)提供指導意見。
　　本文首先分析了槳葉的結(jié)構(gòu)及其工作環(huán)境，建立了槳葉的鑄造仿真前處理模型，應用鑄造分析軟件MAGMA對槳葉的原有的鑄造工藝進行數(shù)值模擬，通過對槳葉的充型和凝固過程進行分析，預測了槳葉鑄造過程中存在的鑄造缺陷，發(fā)現(xiàn)澆注過程存在著亂澆現(xiàn)象，凝固過程存在著縮松縮孔等鑄造缺陷，與實際的產(chǎn)品缺陷基本吻合，證明了砂型邊界條件、熱物性參數(shù)等模擬參數(shù)設置的正確性，提出了改進工藝

3、的合理化建議，即用底注式澆注工藝代替原有的階梯式澆注工藝，通過數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)底注式澆注工藝有利于合金液在充型過程中平穩(wěn)流動，減少了鑄造過程中縮松縮孔等鑄造缺陷；然后針對凝固過程中，冒口補縮距離短的問題，提出了在葉根處增設冷鐵的方案，既有利于槳葉形成自下而上的凝固順序，又能使冒口能夠?qū)崿F(xiàn)很好的補縮，此種澆注方式下，僅有少量的縮松縮松。
　　最后通過正交試驗法對槳葉的鑄造質(zhì)量進行進一步的優(yōu)化，結(jié)合數(shù)值模擬和生產(chǎn)實際情況，選取了影響槳葉鑄