1、鈦合金具有比強(qiáng)度高、抗氧化性好等優(yōu)點(diǎn)，是重要的航空航天材料。精密鑄造可降低鈦合金零件加工成本，已成為最成功且應(yīng)用最廣泛的近終形加工技術(shù)之一。本文綜述了國(guó)內(nèi)外在鈦合金離心鑄造工藝以及鑄造應(yīng)力場(chǎng)模擬研究方面的發(fā)展?fàn)顩r。
　　基于三維溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的有限元數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用ProCAST有限元分析軟件進(jìn)行了與本文TC4鈦合金澆鑄實(shí)驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的鑄件/鑄型熱應(yīng)力/應(yīng)變的數(shù)值模擬，以研究鑄件的應(yīng)力分布規(guī)律及主要影響因素，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。根據(jù)

2、TC4鈦合金的實(shí)測(cè)成分，利用ProCAST軟件自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)算得TC4鈦合金的物性參數(shù)，特別是熱應(yīng)力計(jì)算所需數(shù)據(jù)。研究了不同界面約束條件及不同有限元網(wǎng)格尺寸等參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的影響。
　　進(jìn)行了TC4鈦合金石墨型真空離心及重力澆鑄實(shí)驗(yàn)，采用多通道溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，測(cè)定了鈦合金鑄件、澆注系統(tǒng)及石墨鑄型中不同部位的冷卻曲線，并測(cè)定了鈦合金鑄造系統(tǒng)的尺寸收縮。根據(jù)測(cè)得的溫度變化曲線，利用ProCAST軟件反算確定了鑄件與鑄型等

3、各材質(zhì)之間等效界面換熱系數(shù)，以及澆注時(shí)的入流速度等工藝參數(shù)，以保證對(duì)本文鑄造系統(tǒng)熱應(yīng)力/應(yīng)變有限元計(jì)算機(jī)模擬的可靠性。計(jì)算得到的鑄件系統(tǒng)尺寸收縮量，以及石墨鑄型中的熱應(yīng)力集中分布狀態(tài)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。
　　建立了真空鑄造條件下，合金凝固結(jié)殼之后冷卻階段的界面?zhèn)鳠崮Ｐ?。?jì)算了TC4鈦合金鑄件系統(tǒng)中不同部位的離心力，并與相應(yīng)部位有限元分析得到的熱應(yīng)力/應(yīng)變大小進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果分析表明：鑄件凝固結(jié)殼因熱收縮受阻而產(chǎn)生的應(yīng)力，通常遠(yuǎn)大于