Universidade Jiaotong de Xangai: simulação numérica e pesquisa de desempenho de junta de direção em liga de magnésio fundida de baixa pressão

Com o aumento contínuo da produção e propriedade automóvel global, o consumo de energia, a segurança, a protecção ambiental e outras questões tornaram-se cada vez mais proeminentes, e a tecnologia automóvel leve tornou-se um meio importante para promover o desenvolvimento sustentável da indústria automóvel, melhorar a economia de combustível automóvel e reduzir as emissões de escape dos automóveis. A liga de magnésio possui características de alta resistência específica, alta rigidez específica, alto desempenho de amortecimento e interferência anti-eletromagnética. Tornou-se um objeto de pesquisa chave no desenvolvimento do desenvolvimento de automóveis leves. Entre eles, os elementos de terras raras desempenham um papel significativo na melhoria da temperatura ambiente e das propriedades mecânicas de alta temperatura, resistência ao calor e resistência à corrosão das ligas de magnésio. A liga Mg-Gd-Y-Zr, como uma liga típica reforçada pelo envelhecimento, tem atraído cada vez mais atenção devido às suas vantagens em desempenho e preço.

A junta de direção do carro controla principalmente a direção de direção do carro, suporta a carroceria e transmite a carga da carroceria para as rodas dianteiras e transmite o impulso do eixo traseiro da carroceria para as rodas dianteiras. Ao frear, ele também carrega a força de frenagem e a força de frenagem. momento. A tecnologia de fundição de baixa pressão tem sido valorizada devido à sua alta taxa de utilização de material, fácil conformação, menos detritos de gás envolvidos, fácil automação e não afetada pela proficiência do operador. No mesmo estado, as ligas de magnésio através da fundição de baixa pressão terão melhor resistência ao escoamento e resistência à tração do que a fundição por gravidade, mantendo o mesmo alongamento.
A simulação adota o software de simulação de fundição AnyCasting6.5. O tamanho total da peça fundida da junta de direção é 389 mm × 243 mm × 398 mm, a espessura mínima da parede da peça fundida é 15 mm e a espessura máxima da parede é 64 mm. De acordo com as características estruturais da junta de direção, uma grade de diferenças finitas é gerada nas direções x, y e z, e todo o modelo é dividido em cerca de 2 milhões de elementos. Depois de concluir a simulação de fundição de baixa pressão, use o esquema de projeto otimizado para processar o molde e execute a fundição de baixa pressão para obter peças fundidas reais e barras de teste de fundição sob pressão do mesmo lote, conforme mostrado na Figura 2.

O design estrutural da junta de direção em liga de magnésio não possui área com espessura de parede muito pequena. Os resultados da simulação mostram que após a otimização dos parâmetros do processo, não haverá defeitos. A taxa de resfriamento na parte inferior é lenta e a taxa de resfriamento na parte superior é alta. O design geral é muito adequado para fundição de baixa pressão. Os parâmetros ideais de tratamento térmico para a liga Mg-Gd-Y-Zr são: tratamento em solução a 500°C por 8h, tratamento de envelhecimento a 200°C por 24h. O desempenho de cada parte da peça fundida tem alta correlação com seu tamanho de grão, e o limite de escoamento do tamanho de grão maior é menor. O tamanho do grão de cada parte da peça fundida tem uma alta correlação com a taxa de resfriamento. Após prever o tamanho do grão de acordo com a taxa de resfriamento simulada, verifica-se que os dois apresentam alta consistência.