【摘 要】
：
在砂型铸造过程中,砂型（芯）中的不同结构、不同壁厚部位的对强度、溃散性、发气量要求也各不相同。而金属芯骨可以增强砂型（芯）透气性和溃散性,提高型芯强度,满足复杂铸型（芯）的多元化需求。但传统的金属芯骨结构设计方法单一,主要依靠人工经验。特别是复杂铸型芯中,芯骨材料分配缺乏有效的理论指导与科学依据,无法达到最优。而拓扑优化是在满足结构力学性能前提下,寻求材料最优分布的优化方法。因此,本文开展了基于拓
【基金项目】
：
国家自科科学基金NSFC-辽宁联合基金项目“金属芯骨-可变区域性能复杂砂型一体化激光3D打印原理与方法”（U1808216）； 国家自然科学基金面上项目“铁合金干砂负压消失模铸造气隙形貌动态演变机理及数值模拟研究”（51775205）； 材料成形与模具技术国家重点实验室重点自主研究项目“数字化智能化铸造技术及应用”；
论文部分内容阅读
在砂型铸造过程中,砂型（芯）中的不同结构、不同壁厚部位的对强度、溃散性、发气量要求也各不相同。而金属芯骨可以增强砂型（芯）透气性和溃散性,提高型芯强度,满足复杂铸型（芯）的多元化需求。但传统的金属芯骨结构设计方法单一,主要依靠人工经验。特别是复杂铸型芯中,芯骨材料分配缺乏有效的理论指导与科学依据,无法达到最优。而拓扑优化是在满足结构力学性能前提下,寻求材料最优分布的优化方法。因此,本文开展了基于拓扑优化的砂型铸造金属芯骨结构优化方法的研究,主要工作如下:首先,本文以SIMP（Solid Isotropic Microstructures with Penalization）拓扑优化模型对金属芯骨结构进行优化,介绍了该方法的数学模型,并以OC优化准则作为求解方法,引入网格过滤方法,解决拓扑优化结果存在的棋盘格等数值不稳定问题,并根据以上理论研发了相应的拓扑优化程序系统。其次,采用所研发的拓扑优化系统对金属芯骨进行优化,对含优化后金属芯骨的砂芯进行抗弯、抗压、抗拉强度实验,结果表明:其强度与含优化前金属芯骨的砂芯强度相当,即优化后的金属芯骨结构可以满足砂芯强度要求;与普通形状芯骨相比,优化后芯骨质量减少59.9%以上。最后,以上冠铸件与导叶铸件为应用对象,对其工艺方案中的金属芯骨结构进行优化。采用铸造数值模拟方法获取金属芯骨受力,并以此作为拓扑优化条件对金属芯骨分布结构进行优化,最后将优化结果应用于实际生产中。从浇注过程与最终产品的质量来看,采用本文方法优化后的金属芯骨结构能够满足上冠铸件与导叶铸件强度要求,且优化后芯骨质量分别下降34.16%和51.24%。
其他文献
铸造数值模拟对优化铸件生产工艺具有重要意义。功能齐全的后处理模块能让用户更加全面地观察模拟结果,但目前的后处理模块对铸造缺陷的显示仍不够完善。压铸过程中流体流动的模型层出不穷,但是与流动息息相关的卷气缺陷研究往往满足不了实际生产的需要,此类缺陷大大影响了铸件的形状尺寸、力学和物理性能,甚至使铸件成为废件。本文首先完成了铸造过程三维可视化的开发,为后续的卷气预测提供更加准确直观的展示;之后分别建立两
随着传统能源日益枯竭,生物燃料尤其是生物醇类物质近年来受到越来越多的关注。渗透汽化作为一种新兴的膜分离技术,可通过高效的醇水分离得到生物醇,具有成本低和环境友好的特点。高性能的分离膜材料决定了整个渗透汽化过程中醇水分离的效率。薄膜复合膜（thin film composite membrane,TFC膜）由于其简易的制备方法、合理的结构设计和更高的渗透通量,近年来在渗透汽化领域受到越来越多的关注。
福建省中考英语试卷书面表达是主观题中的"大"难题。本文以2017—2019年中考书面表达为例,分析了文化意识培养的必要性,并据此提出书面表达教学中渗透文化意识的几点建议。
英语学科始终在我国初中教育体系中占据着重要的地位，不仅能够为我国吸引外来的先进科技和文化，同时也能够促进跨文化交际人才的培养，有助于中国传统文化在国际社会中的传播。我国传统文化随着英语走出国门、走向世界，与初中英语教学中文化意识的培养有着密切的联系。故此，文章基于核心素养视角，就初中英语阅读教学中如何培养学生的文化意识进行研究。首先，文章针对文化意识的内涵简单进行分析。随后，从学生文化知识面拓展、
钛及钛合金因高的比强度、良好的生物相容性与机加工性能,被广泛应用于人工牙齿、人工关节等硬组织植入领域。然而钛及其合金具有抗菌性不足、生物活性低以及耐蚀性能不足等问题,植入人体后很容易使植入部位松动感染,最终导致植入失败,这使得钛及其合金在生物医学方面的应用受到了限制。为了增强钛基植入体的抗菌性能、生物活性及耐蚀性,本文通过微弧氧化法（MAO）在含有醋酸钙（Ca（C2H4O2）2·H2O）、磷酸二氢
随着科技发展与社会进步,加强可再生能源尤其是太阳能的开发和利用是解决人类当前面临的能源问题的有效途径之一,光电材料的应用则在该过程中扮演着重要角色。Ti O2是目前应用最广的光电材料之一。金属氧化物半导体材料的光电转换效率取决于其吸收太阳光的能力以及抑制光生电子-空穴复合的能力,这些能力与材料的晶体结构、颗粒度、结晶度、表面积和孔隙率等息息相关。一方面,可以通过改变材料的形貌以调控其性能;另一方面
本文根据2023年一季度新能源汽车市场发展情况,从车型结构、技术路线、出口、动力电池等多方面表现入手,深入分析2023年一季度新能源汽车市场运行特征,识别新一代新能源汽车消费变革趋势,提出我国新能源汽车产业面临的挑战。通过研究发现,在整体汽车同比增速下滑的背景下,2023年一季度新能源汽车市场运行保持良好的发展态势,但仍面临产业链供应链安全等诸多挑战。
随着汽车保有量的快速增长，我国能源和环境问题日趋严重，因此国家正在大力发展新能源汽车。但是，目前我国新能源汽车技术支持体系还不健全、充电基础设施不足、研发投入较少、电池续航能力较差，这些问题都有可能制约新能源汽车技术的进一步发展。为此，从新能源汽车性能角度，对其电机控制技术进行了分析，并对3类车用电机开展技术优化，以期为新能源汽车的性能提升提供技术参考。
烟用香精香料是在烟草产品生产过程中加入的成分复杂的重要原料。这些香精香料不仅可以赋予烟草产品特殊的风味特征,还能保护烟草产品不被微生物感染发生变质。因此,高品质的烟用香精香料是生产出合格的商用烟草产品的重要保证。然而,由于烟用香精香料成分的复杂性,对其实现良好品控一直是个挑战。以往对烟用香精香料的鉴别依靠人工评析,这种方法具有一定的主观性,受个人身体状况及主观意志影响较大。而以现代分析技术为基础的
嗅觉是生物获取环境信息的重要手段之一。生物嗅觉有两个重要的特点:数量庞大,且具有可叠加性和特异性响应的嗅觉细胞,以及有限数量的嗅觉受体。模仿生物嗅觉的人工嗅觉技术,目前采用单元数量有限的传感阵列,对气体有交叉广谱响应,提取响应幅度等连续性参数做特征,与生物嗅觉“形似而神不似”。导致电子鼻系统存在严重的交叉干扰,建立数据库训练繁琐,具有差的抗干扰性和抗漂移能力,使得人工嗅觉技术只能解决小而专的应用问