附件C：譯文


A356鋁合金輪轂低壓鑄造（LPDC）過(guò)程中的三維熱模型的發(fā)展

B. Zhang, D.M. Maijer, S.L. Cockcroft
摘要 ：介紹了一個(gè)針對(duì)A356鋁合金輪轂低壓鑄造生產(chǎn)用的數(shù)學(xué)模型，該模型在不列顛哥倫比亞大學(xué)和北美輪轂鑄件設(shè)施廠工作的研究人員之間的合作研究下，已經(jīng)發(fā)展成為可預(yù)測(cè)輪轂?zāi)＞邇?nèi)部溫度演化情況的模型。該熱模型是一個(gè)三維立體，為輪轂?zāi)＞叩?0 °片段，現(xiàn)已被發(fā)展成商業(yè)有限元軟件包，即ABAQUS。在鑄造過(guò)程中的幾個(gè)周期內(nèi)關(guān)于對(duì)模具和輪轂內(nèi)溫度演變情況的廣泛測(cè)量，已經(jīng)被用來(lái)研究關(guān)鍵過(guò)程的邊界條件和驗(yàn)證模式。在大部分的區(qū)域的調(diào)查顯示，模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值匹配得非常好，最大差額小于20 °C。 采用該模型進(jìn)行的熱通量分析已經(jīng)證實(shí)了一條復(fù)雜的路徑，即熱量在模具和輪轂內(nèi)遵從凝固過(guò)程理論。采用該模型對(duì)凝固路徑進(jìn)行的分析表明，在環(huán)/輪輻交界區(qū)存在一個(gè)熱點(diǎn)， 這一點(diǎn)在觀察到輪轂截面的宏觀孔隙時(shí)被證實(shí)了。
關(guān)鍵詞：低壓鑄造（LPDC），輪轂，模具，鋁合金，凝固，孔隙度，傳熱

1. 簡(jiǎn)介
汽車工業(yè)正在向輕量化的鋁合金鑄件運(yùn)用增長(zhǎng)的方向發(fā)展，其中很多成分首先來(lái)自鋼鐵和鑄鐵。以輪轂的情況為例，不斷增長(zhǎng)的鋁合金利用率對(duì)其有很大的影響，在傳統(tǒng)的沖壓和焊接鋼輪的基礎(chǔ)之上改良了審美形態(tài)和設(shè)計(jì)柔性。因而，現(xiàn)在，在北美超過(guò)50%的新汽車是用鋁合金車輪裝備的。不幸地是，由于表面光潔度、沖擊、疲勞性、氣密性、幾何和旋轉(zhuǎn)平衡公差的多重嚴(yán)格要求，鋁合金鑄造車輪模具是那些較困難的汽車制造鑄件，相對(duì)于其他鋁鑄件來(lái)說(shuō)報(bào)廢率高。
為了降低成本，對(duì)于部分車輪制造商，在模具生產(chǎn)和成形之前識(shí)別鑄造硬度車輪是有必要的，從而在設(shè)計(jì)初期中可以探究可鑄性問(wèn)題。用這種方法，潛在的問(wèn)題可能在昂貴的模具制造之前被發(fā)現(xiàn)并得到解決。進(jìn)一步，昂貴投產(chǎn)期延遲，低生產(chǎn)恢復(fù)率也可能避免。為滿足該要求，模具鑄造行業(yè)正在朝著基于傳統(tǒng)的試驗(yàn)與誤差方法的軟件上的計(jì)算機(jī)應(yīng)用于設(shè)計(jì)和優(yōu)化的方向發(fā)展。