附件C：譯文


A356鋁合金輪轂低壓鑄造（LPDC）過程中的三維熱模型的發(fā)展

B. Zhang, D.M. Maijer, S.L. Cockcroft
摘要 ：介紹了一個針對A356鋁合金輪轂低壓鑄造生產用的數學模型，該模型在不列顛哥倫比亞大學和北美輪轂鑄件設施廠工作的研究人員之間的合作研究下，已經發(fā)展成為可預測輪轂模具內部溫度演化情況的模型。該熱模型是一個三維立體，為輪轂模具的30 °片段，現已被發(fā)展成商業(yè)有限元軟件包，即ABAQUS。在鑄造過程中的幾個周期內關于對模具和輪轂內溫度演變情況的廣泛測量，已經被用來研究關鍵過程的邊界條件和驗證模式。在大部分的區(qū)域的調查顯示，模型預測值與實測值匹配得非常好，最大差額小于20 °C。 采用該模型進行的熱通量分析已經證實了一條復雜的路徑，即熱量在模具和輪轂內遵從凝固過程理論。采用該模型對凝固路徑進行的分析表明，在環(huán)/輪輻交界區(qū)存在一個熱點， 這一點在觀察到輪轂截面的宏觀孔隙時被證實了。
關鍵詞：低壓鑄造（LPDC），輪轂，模具，鋁合金，凝固，孔隙度，傳熱

1. 簡介
汽車工業(yè)正在向輕量化的鋁合金鑄件運用增長的方向發(fā)展，其中很多成分首先來自鋼鐵和鑄鐵。以輪轂的情況為例，不斷增長的鋁合金利用率對其有很大的影響，在傳統(tǒng)的沖壓和焊接鋼輪的基礎之上改良了審美形態(tài)和設計柔性。因而，現在，在北美超過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、幾何和旋轉平衡公差的多重嚴格要求，鋁合金鑄造車輪模具是那些較困難的汽車制造鑄件，相對于其他鋁鑄件來說報廢率高。
為了降低成本，對于部分車輪制造商，在模具生產和成形之前識別鑄造硬度車輪是有必要的，從而在設計初期中可以探究可鑄性問題。用這種方法，潛在的問題可能在昂貴的模具制造之前被發(fā)現并得到解決。進一步，昂貴投產期延遲，低生產恢復率也可能避免。為滿足該要求，模具鑄造行業(yè)正在朝著基于傳統(tǒng)的試驗與誤差方法的軟件上的計算機應用于設計和優(yōu)化的方向發(fā)展。