铸造宏观过程数值模拟技术的研究现状与展望EI北大核心CSCD

本文综述了铸造宏观过程模拟技术的研究现状。对比了不同流动场模型下铸造充型过程的差别,其中,两相流模型可准确地考虑气相对充型过程的影响。分析了不同应力场模型对铸造应力演变过程的适用程度,并阐明了其发展趋势。说明了适用于铸造宏观过程模拟的物性参数的获取及修正方法,即采用实验手段测量合金成分和液固相线温度,通过物性参数计算软件获得合金物性参数并做适当调整,进而结合测温实验对相关参数进行修正。对比了不同铸造工艺下的边界条件,并对高压铸造工艺(速度进口边界)和定向凝固工艺(辐射换热边界)的边界条件进行了说明。对比了不同网格类型的区别,并结合不同网格类型说明了不同数值求解算法的区别,本文认为自适应六面体网格和混合网格类型更适合于有限体积法(充型过程计算)和有限元法(凝固过程和应力计算)。针对各种铸造缺陷,对其预测模型和分析方法进行了说明,并阐明了其发展趋势。     

铸造宏观过程数值模拟技术的研究现状与展望EI北大核心CSCD

本文综述了铸造宏观过程模拟技术的研究现状。对比了不同流动场模型下铸造充型过程的差别,其中,两相流模型可准确地考虑气相对充型过程的影响。分析了不同应力场模型对铸造应力演变过程的适用程度,并阐明了其发展趋势。说明了适用于铸造宏观过程模拟的物性参数的获取及修正方法,即采用实验手段测量合金成分和液固相线温度,通过物性参数计算软件获得合金物性参数并做适当调整,进而结合测温实验对相关参数进行修正。对比了不同铸造工艺下的边界条件,并对高压铸造工艺(速度进口边界)和定向凝固工艺(辐射换热边界)的边界条件进行了说明。对比了不同网格类型的区别,并结合不同网格类型说明了不同数值求解算法的区别,本文认为自适应六面体网格和混合网格类型更适合于有限体积法(充型过程计算)和有限元法(凝固过程和应力计算)。针对各种铸造缺陷,对其预测模型和分析方法进行了说明,并阐明了其发展趋势。     

铸造充型过程数值模拟技术的研究现状与展望

通过对铸造充型过程的可视化数值模拟研究,可以有效地预测铸件产生缺陷的位置及原因,用科学的方法来指导实际生产。本文在充分了解铸造充型数值模拟相关理论的基础上,综述了充型过程数值模拟的发展过程及最新的研究成果,总结了模拟所用的主要算法、验证方法及相关模拟软件,并对铸造充型过程数值模拟技术的发展作了简单的展望。     

铸造凝固过程宏观偏析数值模拟研究

宏观偏析普遍存在于铸造合金凝固过程中,严重影响了材料的使用性能。本文利用宏观偏析数学模型,分别对53 t钢锭和500 t铸件宏观偏析进行数值模拟研究。模型考虑了凝固收缩与等轴晶沉降,模拟结果和实验结果吻合较好。     

钢锭铸造过程宏观偏析数值模拟

本文以宏观偏析数学模型在钢锭铸造过程中的应用为主,阐明了宏观偏析的机理及影响因素,归纳了已有的几类宏观偏析模型,介绍了近年来宏观偏析模型的新发展。还介绍了本课题组进行的大型钢锭宏观偏析数值模拟研究工作,包括开发的多元多相宏观偏析数学模型在36 t钢锭铸造中的应用,以及多包变成分合浇工艺的数值模拟。对36 t钢锭进行全截面解剖,结果表明,模拟结果与实测吻合较好,进而说明所开发的多元多相宏观偏析模型能够较准确地预测钢锭中产生的宏观偏析。此外,模拟结果显示,多包变成分合浇工艺可得到与凝固后实际偏析形式相反的初始溶质分布,这也证明了多包变成分合浇工艺在宏观偏析控制上的应用能力。     

铸造过程数值模拟的应用与展望

对铸造过程数值模拟作了介绍,主要讨论数值模拟在连续铸造、重力铸造、压力铸造、倾斜铸造、熔模铸造和离心铸造等铸造过程中的应用。最后对数值模拟在铸造模拟应用方面的前景、存在问题作了总结。     

铸造充型过程宏观数值模拟研究进展

综述了铸造充型过程宏观数值模拟研究的现状。给出了铸造充型过程宏观模拟所涉及的物理模型，并以三维带障碍物溃坝模型、平板件充型流动场为例，基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行了模拟计算。阐述了常见的网格划分类型和数值求解方法，对比了不同数学方法的特点。说明了铸造充型多相流模拟的研究情况，并指出进行流动场气、液、固三相流宏观数值模拟，能够准确地预测夹渣、冷隔、浇不足、气孔等铸造缺陷，可考虑采用多数学方法耦合的思路处理。SPH的公式构造并不受粒子分布的随意性的影响，可以自然地处理一些具有极大变形的问题。通过图形处理器技术(GPU)能够大幅提高SPH的计算效率。将人工智能机器学习技术和确定性物理建模相耦合，有助于优化传统的数值求解算法，提高精度，使模拟结果更接近于实际生产。     

铸造过程计算机数值模拟技术

论述了发展铸造过程计算机数值模拟技术的意义,介绍了该项技术的基本原理,回顾了这项技术在国内外的发展概况,并对铸造过程计算机数值模拟技术的发展趋势进行了探讨     

铸造钢锭宏观偏析的数值模拟

铸钢凝固过程的溶质再分配是产生宏观偏析的根本原因.利用数值模拟技术,对一个采用垂直定向凝固工艺的钢锭进行了铸造过程模拟分析,考虑了材料参数和边界条件的非线性特征,以及凝固过程中液态金属的自然对流和溶质扩散,预测了钢锭各部位的凝固时间和硫元素宏观通道偏析的位置和偏析程度,模拟结果与相关文献的实验结果基本一致.模拟结果表明,为保证钢锭质量,应从优化钢锭结构和铸造工艺两方面入手,达到减轻宏观偏析、提高钢锭利用率的目的.     

铸造过程应力场数值模拟集成化技术的研究

作者采用ＦＤＭ／ＦＥＭ集成的方法，开发了实用化铸造过程三维温度场、应力场数值模拟分析系统。该系统可模拟分析铸件从浇注到冷却至室温的三维动态应力。作者利用此系统模拟分析了三维应力框铸件的应力及形变过程，取得了比较满意的结果     

铸造过程数值模拟中的网格技术

网格技术是铸造过程数值模拟技术的重要组成部分,是实现铸造过程数值模拟的瓶颈,其发展对于数值计算效率和计算精度的提高起着不可估量的作用。本文主要对铸造过程数值模拟中生成网格时所依赖的数值算法和以网格的构造特点为基础的网格分类进行了总结,着重阐述了适体网格技术在铸造过程数值模拟中的发展及其应用,并对铸造过程数值模拟中网格技术的进一步研究发展进行了展望。     

消失模铸造充型过程数值模拟的国内外研究现状

介绍消失模铸造充型过程数值模拟的国内外发展现状及关键技术，指出了各种方法所存在的问题。对数值模拟技术的发展进行了总结和展望。     

基于人工神经网络技术的铸造过程数值模拟优化研究

以凸轮轴的铸造过程为例,将人工神经网络技术应用于铸造数值模拟优化中。设计了7个热电偶测试点,分别通过三维有限元模拟方法和实际测量方法得到了对应点的温度场分布数据。以这些数据为样本,运用神经网络进行了充型凝固数值模拟的优化。通过比较发现,神经网络优化处理后的数值模拟有效的提高了模拟效率和精度,将神经网络优化引入到铸造过程模拟中具有良好的可行性。     

铸造过程温度场的数值模拟

结合材料变温过程材料热物性参数的变化,利用ANSYS软件对几何外形复杂的铸件在铸造过程中的温度场进行了模拟,得到了铸件温度随时间的分布关系.模拟结果较真实地反映了铸造系统温度的变化过程,且运算速度较快,从而可预测缩孔、缩松等缺陷出现的可能性及位置,为优化铸造工艺方案提供科学指导.     

铸造过程温度场的数值模拟

结合材料变温过程材料热物性参数的变化,利用ANSYS软件对几何外形复杂的铸件在铸造过程中的温度场进行的模拟,得到了铸件温度随时间的分布关系.模拟结果较真实地反映了铸造系统温度的发展过程,且运算速度较快,从而预测缩孔、缩松等缺陷出现的可能性及位置,为优化铸造工艺方案提供了科学的指导.     

半固态铸造技术研究现状与展望

半固态铸造是一种新的材料成形技术，综述了半固态铸造合金的组织变化、坯料制备、充型过程数值模拟和应用等方面的研究成果，同时对我国发展半固态铸造技术提出了若干值得重视的问题。     

半固态铸造技术研究现状与展望

半固态铸造是一种新的材料成形技术 ,综述了半固态铸造合金的组织变化、坯料制备、充型过程数值模拟和应用等方面的研究成果 ,同时对我国发展半固态铸造技术提出了若干值得重视的问题     

半固态铸造技术研究现状与展望

半固态铸造是一种新的材料成形技术，综述了半固态铸造合金的组织变化、坯料制备、充型过程数值模拟和应用等方面的研究成果，同时对我国发展半固态铸造技术提出了若干值得重视的问题。     

射砂过程数值模拟的技术现状

铸造技术的发展使得砂芯在铸造生产中的作用越来越大 ,被称为“精确砂型铸造”的组芯造型对砂芯的尺寸精度要求非常高。传统的芯盒设计周期长、成本高 ,利用数值模拟技术来优化芯盒设计就显得至关重要。近年来 ,射砂过程数值模拟已经受到了国内外研究者的重视 ,并且取得了一些成果 ,为优化芯盒设计、制备优质砂芯提供了科学的指导。介绍了射砂过程数值模拟方面所取得的研究进展。     

铸造过程中的应力场数值模拟

铸造过程中的应力数值模拟在生产中有重要的作用，同时也是一个难点。本文介绍了铸造过程中的应力场数值模拟的一些基本问题，并指出了今后应力场数值模拟研究的重点与发展方向。