【摘 要】
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铸件内部的残余应力往往会对机械加工和随后的装配使用带来不利的影响。如残余应力直接影响零部件的强度、疲劳极限和刚性等重要性能,同时还影响零件的尺寸精度和零件的服役状态,从而降低零件的使用寿命。因此,需要对零件内部的残余应力产生的原因、影响因素以及残余应力对零件的危害进行研究,并在研究工作的基础上采取适当的措施降低残余应力。本文是以某企业生产的GGV30蠕墨铸铁汽车离合器压盘铸件为研究对象,对压盘铸造
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铸件内部的残余应力往往会对机械加工和随后的装配使用带来不利的影响。如残余应力直接影响零部件的强度、疲劳极限和刚性等重要性能,同时还影响零件的尺寸精度和零件的服役状态,从而降低零件的使用寿命。因此,需要对零件内部的残余应力产生的原因、影响因素以及残余应力对零件的危害进行研究,并在研究工作的基础上采取适当的措施降低残余应力。本文是以某企业生产的GGV30蠕墨铸铁汽车离合器压盘铸件为研究对象,对压盘铸造残余应力的产生和消减进行一系列的研究,为指导实际生产提供依据。主要研究工作内容如下:（1）利用UG软件对压盘铸件进行三维建模,根据原工艺方案和铸造工艺参数,运用ProCAST有限元软件对压盘进行铸造过程的模拟仿真,得到压盘铸件铸造过程流场、温度场、应力场数据。（2）详细分析铸件充型、凝固、冷却三个过程温度场的变化规律;得到铸件的凝固特征为从压盘内外圈向盘中间凝固,大凸耳径向区域则是内圈沿着冒口方向的小范围顺序凝固;最后根据温度场的变化研究残余应力场和铸件的变形位移,发现铸件在径向上的变形位移都是外圈朝着内圈位移,且随着距离内圈越近变形位移量越小,但是具有累加效应,厚度方向的变形则是压盘正反面向中间挤压式的;压盘面应力分布不均匀,小凸耳对立的内圈部位应力偏大,并且着重对压盘的径向应力做了详细的分析,得出内圈的应力普遍要比外圈大的多,盘面上的应力值大小介于两者之间。小凸耳区域的径向应力相差很大,大凸耳区域的径向应力相差较小。（3）利用盲孔法对压盘铸件内的残余应力进行实际的测量试验,将模拟结果和试验结果进行对比发现:模拟仿真的结果在应力变化规律上和试验测量是保持一致的,虽然应力性质和试验测出的结果相反,但在数值大小上却比较接近,即使有些偏差,但是偏差量较小在允许的误差范围,所以数值模拟的结果具可靠性。最后分析测量值与模拟仿真值之间存在差异的原因。（4）从自然时效、化学成分（碳当量和Si/C比）、铸造工艺参数（浇注温度和落砂温度）、浇注工艺方案四个方面研究其对铸件残余应力的影响,发现较高的浇注温度（1420℃）、较低的落砂温度（低于300℃）和底注式浇注系统以及较高的碳当量（4.64%）配上高Si/C比（0.73）都能有效降低铸件残余应力。为实际生产低应力压盘铸件提供理论依据和技术支撑。
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