镁合金低压铸造充型和凝固过程数值模拟

针对金属型模具的不透明性,采用Pro/E2001进行铸件的实体造型,并生成面网格文件.利用铸造模拟软件对镁合金铸件的低压铸造过程进行模拟,分析了在填充过程中温度场、流场以及凝固过程中温度、固相分数的分布情况,预测可能出现的缺陷,从而使铸造工艺和模具的设计得到了优化.     

紫铜结晶器低压铸造工艺规程的设计

研究了低压铸造紫铜结晶器工艺设计方法,从铸型种类选择、升液管设计、低压铸造工艺参数设计等方面进行了探讨。紫铜结晶器低压铸造合理的工艺参数:充型压力、充型速度分别为0.06MPa、1000mm/s,结壳时间为25s,增压压力为0.08MPa,保压时间为120s,浇注温度为1150℃,铸型温度为150～200℃。     

低压铸造铝合金轮毂充型和凝固过程模拟分析

利用ProCAST软件对某铝合金轮毂新产品的多种工艺方案进行模拟分析。模拟结果显示,铝合金,轮辋与轮辐的肋部交接位置易出现“孤立熔池”现象,为此提出降低边模温度,同时设计了轮辐与轮辋交接处的冷却系统及相应的工艺参数。通过对多种工艺方案模拟结果的对比分析,证明改进后的工艺方案几乎不出现“孤立熔池”现象,且实现了顺序凝固的要求。将改进后的工艺方案投入试生产,产品抽检结果与模拟结果基本符合。     

低压铸造充型与凝固过程数值模拟

在根据金属低压铸造充型特点建立模型的基础上,利用有限元软件ANSYS成功地对某盘体铸件低压铸造充型过程的流场和温度场进行了模拟,并将模拟结果与实测结果进行比较,结果表明:计算机模拟结果与实验结果相符,实现了对铸件缺陷可能产生部位的预测和工艺参数优化。     

树脂砂型低压铸造紫铜结晶器工艺研究

研究了紫铜结晶器砂型低压铸造工艺,重点从砂芯设计、紫铜熔炼等方面进行了探讨。采用酚醛树脂为粘结剂的型砂,砂芯含水量为8%,湿态透气性>70Pa,湿压强度为0.02～0.03MPa,干拉强度为0.1～0.2MPa,型芯烘干,最高炉温为180～200℃;采用中频感应电炉熔炼,Cu温在1 200～1 220℃,可脱氧浇注。磷铜脱氧加入量<0.05%,并采用真空除气。     

离心铸造充型及凝固过程数值模拟

采用数值模拟技术优化进而控制生产,使离心铸造科学化生产是离心铸造技术提高的关键.本文借助流体流动方程及传热方程建立并开发了离心铸造数值模拟模型及软件,为科学指导离心铸造生产提供了科学保障和有效手段.     

低压铸造充型和传热过程的数值模拟

采用有限差分的方法,在Windows 95/98平台上开发了三维铸造充型过程流场和温度场模拟的软件Expert,对于流场的模拟采用SOLA-VOF算法。采用压力场和速度场的全局迭代方法,有效地改善了充型状态,缩短了计算时间。应用此软件对Benchmark试块和其他的低压铸造实际零件进行了模拟分析,结果与试验比较吻合。试验表明,该系统能达到优化铸造工艺设计的目的。     

低压铸造汽车轮毂充型过程数值模拟研究

以低压铸造汽车轮毂为研究对象，对铸造充型过程数值模拟算法进行了研究改进。包括采用自适应压力迭代法提高了SOLA算法的迭代收敛速度；在计算中运用动态迭代搜索域减少了冗余的程序开销，提高了计算效率；采用精确算法与简化算法相结合的方法，在保证轮毂关键部位模拟精度的同时缩短了计算时间。     

低压铸造铝合金轮毂充型和凝固过程模拟及工艺优化

以实际生产中的A356铝合金轮毂铸件为例,利用三维绘图软件对铸件实体模型进行了三维造型,运用Z-CAST软件对其初始工艺的低压铸造充型和凝固过程进行了数值模拟,预测了初始工艺缺陷产生的类型、位置及大小,并分析了原因。结果表明,由于浇注温度过低,初始工艺中产生了卷气和缩孔的铸造缺陷。根据模拟结果,进行工艺优化,将浇注温度提高到730℃,对其再次进行铸造过程的模拟,发现缺陷得到了控制,铸件的质量得到了改善。     

铝合金轮毂低压铸造充型过程模拟及工艺改进

以实际生产中的铝合金轮毂铸件为例,采用商用软件AnyCasting和自己开发的低压铸造过程数值模拟软件对其充型过程进行了模拟,并针对铝合金轮毂件的气孔缺陷分析提出了工艺改进方案。经过实际生产验证,有气孔缺陷的产品明显减少,表明数值模拟技术在低压铸造领域中对于改进生产工艺、减少铸件废品等方面具有实际指导意义。     

基于ProCAST消失模铸造充型与凝固过程模拟仿真的应用

运用铸造仿真软件ProCAST对消失模铸造的充型和凝固过程进行模拟仿真,依据仿真结果,分析缺陷形成的原因,优化铸造工艺;并与实际生产相结合,制定出相应的产品管理文件指导生产实践。     

箱体低压铸造过程的数值模拟

以计算流体力学和计算传热传质学作为理论基础,利用大型模拟软件ANSYS对箱体的低压铸造过程进行了数值模拟,分析了铝合金在低压铸造充型过程中的流场以及凝固过程中的温度、固相分数的分布情况,预测铸件可能出现的缺陷,为优化铸造工艺和模具设计提供参考。     

低压铸造铝合金轮毂充型与凝固模拟

在低压铸造过程温度场及流场实验的基础上,开发了基于ＳＯＬＡＶＯＦ算法的充型与凝固过程数值模拟软件,对７２－４６轮毂铸件进行了模拟分析。结果表明,低压铸造充型过程中降温明显,准确的凝固模拟必须首先考虑充型。针对轮毂铸件的充型特点,开发了简化充型模拟软件。简化模拟得到的初始温度场与采用ＳＯＬＡＶＯＦ算法的模拟结果基本吻合,实现了为后续凝固模拟提供正确的初始温度场的设计目标。     

低压铸造中充型过程的水模拟研究

采用水模拟试验研究了工艺参数对低压铸造充型品质的影响。结果表明,随着加压速度的增大,升压-保压阶段拐点处液面波动振幅增加;而动力粘性系数增大,波动振幅反而减小。随着加压速度的增加,无论排气孔的面积有多大,液面上升延迟时间都有增加的趋势;型腔内背压逐渐增大,液面上升延迟时间逐渐增加。液面上升延迟时间随进气阻力增加而增加,进气阻力过大明显降低充型质量。     

连续铸造凝固过程数值模拟的研究进展

介绍连续铸造凝固过程数值模拟的研究内容，包括连续铸造结晶器区的流场、温度场数值模拟和流场、温度场、浓度场三场耦合数值模拟以及新型连铸技术数值模拟的研究概况，提出连续铸造数值模拟的发展方向。     

消失模铸造充型过程数值模拟

运用PROCAST软件对板形铸钢件的消失模充型过程进行了数值模拟。考察了阶梯式浇注系统的充型顺序以及底注式浇注系统的充型形态，另外研究了底注式浇注系统的浇注速度对缺陷形成的影响。模拟结果表明，消失模铸造中，金属液优先从阶梯式浇注系统的上层内浇道充型，充型前沿流动紊乱，铸件容易出现气孔或夹渣；对于底注式浇注系统，充型前沿的流动相对平稳，但过快的浇注速度同样会导致气孔或夹渣缺陷。     

低压铸造过程充型模拟简化模型的研究

为了提高低压铸造充型过程数值模拟的计算效率，根据低压铸造中充型的特点，提出了一种简化的充型过程数值模拟的数学模型。用铝合金轮毂铸件进行了充型过程的模拟验证，模拟结果与原有的非简化算法的模拟结果进行对比表明，采用该简化算法有效地提高了计算效率，所得温度场分布和不同时刻的充型形貌与采用原有的非简化算法所得结果基本一致。     

铸造充型与凝固过程的变网格数值模拟研究

鉴于充型过程的模拟计算极为复杂，是铸造模拟过程中耗时最多的部分，为缩短充型过程计算时间，提高计算效率，提出了一种利用变网格进行模拟计算的新思路，即采用不同的空间步长分别模拟计算充型和凝固过程，在充型过程的模拟计算中采用比较大的网格，而在凝固过程的模拟计算中采用比较细的网格，并设计程序模块实现两种网格之间的转换和对应，使得充型过程结束时刻的大网格系统温度场能够精确完整地转换为凝固过程开始时刻的细网格系统的温度场。对这种变网格方法进行了验证，并对实际零件进行了模拟分析。结果表明，变网格方法是一种提高模拟计算效率的有效方法，这种方法能够克服充型和凝固过程采用统一的细网格进行模拟计算而产生的计算时间过长，效率低的缺点，使得铸造过程数值模拟的计算速度大大提高，而计算结果仍能满足工程实用的要求。     

基于ProCAST的履带板消失模铸造凝固过程数值模拟

运用ProCAST软件对ZG30SiMnMoV钢履带板铸造凝固过程进行了模拟,分析了铸件的缺陷受浇注温度的影响情况和铸件的有效应力受浇注速度、浇注温度的影响情况,并进行了试验验证。结果表明,当浇注温度为1610℃时,履带板内部的缩孔、缩松缺陷明显减少;铸件的有效应力受到浇注速度的影响不大,适当地降低浇注温度可显著降低铸件的有效应力,可以得到品质良好的铸件。     

消失模铸造充型过程的数值模拟

通过建立适用于消失模铸造充型及传热过程的数学模型和边界条件，实现了液态金属在浇注系统和铸型内动量传递和热传递的数值模拟计算。模拟分析普通砂型铸造和消失模铸造充型差异表明，聚苯乙烯热解气体的反压阻力决定了消失模铸造充型过程不同于普通砂型铸造，表现为液态金属按所抵达的内浇口顺序依次注入型腔。通过模拟计算可预测冷隔产生位置，实现消失模铸造工艺优化设计。