实验一(铸造内应力的形成及测量分析)

1、实验目的

1）了解坩锅炉熔炼原理及工艺过程。

2）测定应力框产生的铸造热应力。

3）分析应力框产生内应力的原因、应力对铸件质量的影响。

2、实验原理

根据“T”形杆冷却过程中形成“粗杆受拉、细杆受压”的原理，设计如图1所示的应力框。合金浇铸、冷却后，会在应力框的粗、细杆中形成不同性质的应力。将粗杆锯断，将使应力约束条件释放，致使应力杆的尺寸发生变化。测量应力杆的尺寸变化大小，根据虎克定律，便可计算出应力框中应力杆的大小。应力框尺寸如图1所示，采用潮模砂造型，在电阻坩锅炉中熔炼ZL101合金，浇铸应力框。

3、实验步骤及方法

1）手工造型应力框铸型。

2）坩锅电阻炉中熔炼ZL101 合金。

3）浇铸应力框。

4）冷却后清理。

5）将中间的粗杆打两点标志，测量两点距离L0，然后将中间杆锯断，再测量两点的距离L1。

6）根据测量结果，计算杆中的铸造应力。

= E ε = E（L1 – L0）/ L  (  N/mm2)                     

式中：  E  --- 弹性模量，ZL101 为：72.4×103  N/mm2； 

L  ---- 中间杆的长度 mm。

4、实验报告

1）画出应力框图，标出细杆和粗杆中存在的铸造应力性质（拉应力为+,压应力为-）。

2）测量、计算铸造应力。

测量结果：L0、L1、L；计算结果：  

3）分析应力框产生的原因和铸造应力对铸件质量的影响。

实测数据：L0 = 80mm    L1 = 80.5mm   L = 300mm