低压铸造铝合金轮毂充型模拟实用研究

根据低压铸造圆盘类铸件的充型特点 ,设计开发了一套简化充型模拟软件 ,应用于低压铸造铝合金轮毂铸件的充型模拟。模拟结果与采用SOLA VOF算法的模拟结果进行对比表明 ,充型过程及铸件温度分布合理 ,实现了为后续凝固模拟提供准确的初始温度场的设计目标。该简化算法运算时间短 ,可以满足实际应用中对运算时间的要求     

低压铸造铝合金轮毂充型模拟实用研究

根据低压铸造圆盘类铸件的充型特点,设计开发了一套简化充型模拟软件,应用于低压铸造铝合金轮毂铸件的充型模拟。模拟结果与采用ＳＯＬＡ－ＶＯＦ算法的模拟结果进行对比表明,充型过程及铸件温度分布合理,实现了为后续凝固模拟提供准确的初始温度场的设计目标。该简化算法运算时间短,可以满足实际应用中对运算时间的要求。     

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的凝固模拟及实验验证

应用自行开发的低压铸造凝固模拟软件模拟低压铸造铝合金轮毂的凝固过程。模拟结果与生产结果相吻合。模拟过程中记录的铸型中各点的温度曲线与现场测试所得的铸型中相应点的实际温度曲线基本吻合，证明了模拟结果的准确性。     

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。     

铝合金轮毂低压铸造充型非线性压力条件

在铝合金轮毂的低压铸造充型过程中,压力条件是影响压铸质量的主要因素.提出了低压铸造充型非线性压力条件的加载方法.结合线性与非线性压力加载的数值模拟,分析与验证了非线性压力条件的有效性,详细说明了压力条件对充型状态的影响,以及缺陷的形成.对于复杂轮型,非线性压力条件可以获得稳定充型状态;充型前流进入型腔后,可适当提高压力加载速度;在轮辐与轮辋下缘充型时,加载速度应较平缓;在轮辋部分的上升充型中,压力加载速度再次适当提高.研究表明,非线性压力条件可以有效地减少压铸充型缺陷,提高复杂轮毂的成品率;在保障前流稳定的情况下,可以通过数值模拟与试压铸而获得合理的非线性压力条件.     

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。     

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。     

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。     

充型形态对低压铸造薄板铸件凝固过程的影响

用低压铸造方法浇铸了壁厚为５ｍｍ和２ｍｍ的Ａｌ－４．５％Ｃｕ薄板铸件，测试了温度场，并考察了反重力铸造的两种基本充型形态－反向充填和顺序充填对铸件温度分布和铸件质量的影响。研究表明，反应充填产生的温度分布不利于铸件补缩，易产生缩松缺陷；顺序充填产生的温度分布使铸件倾向于顺序凝固，有利于得到组织致密的铸件，但易在最后凝固部位产生应力和裂纹。实际生产中可根据两种充形态下铸件的凝固特点采用合适的浇注系统     

低压铸造ZL114A铝合金微观组织模拟

在大量实验数据统计分析的基础上,建立了低压铸造ZL114A铝合金形核模型,得到了相关热力学,动力学参数.采用了一种改进的Celluar Automaton方法耦合有限差分法对合金的宏观凝固及微观组织演化过程进行了数值模拟.考虑了固/液界面的溶质再分布、微观固相分数、曲率以及各向异性因素.利用阶梯铸件研究了不同冷却速度下晶粒度、二次枝晶臂间距以及共晶组织含量的变化规律,并将模拟值与实验值进行了对比验证.     

NUMERICAL SIMULATION OF CASTING＇S MOLD FILLING PROCESS

Numerical simulation of casting＇s mold filling process is the main and the most important aspect of the foundry CAE technology. But it is time-consuming; it may take dozens of hours or several days. While with the development of computer hardware, numerical simulation of casting＇ s mold filling process has made rapid progress. The simulation results, therefore, have become more and more practical. This study tries to find some clues of the computational time of mold filling process. Firstly, this paper introduces mathematic model and the basic route of numerical simulation of casting＇s mold filling process. Then the computational time of mold filling process has been carefully studied, and some new and useful results have been gained from the study of the computational time. Finally, this paper has given some real applications of numerical simulation of casting＇s mold filling process.     

NUMERICAL SIMULATION OF CASTING''''S MOLD FILLING PROCESS

1. Introduction Numerical simulation of casting's mold filling and solidification process is a technology to recon- struct and advance the traditional foundry industry by using computer technique, and it has an important effect on reducing the product cos…     

COUPLED NUMERICAL SIMULATION OF STEEL FLOW AND SOLIDIFICATION IN SOFT-CONTACT BILLET MOLD

A coupled model including electromagnetic field, fluid dynamic, heat transfer and solidification, is developed and applied to the numerical simulation of steel flow and solidification in a 100mm×100mm soft-contact mold. In this study, the 3D finite difference method and non-staggered grid system for fluid flow with body fitted coordinate were employed. Numerical results show that the electromagnetic force mainly affects the steel flow at upper part of mold, especially in the vicinity of meniscus. There exist upward flows covering the surfaces of the billet due to the concentration of electromagnetic force on the upper part of the billet. This flows join together and form a downward flow near the SEN, so a distinct circulating flow zone is formed at upper part of mold. After applying electromagnetic force, the steel velocity is improved and the temperature is raised. The strong stirring of electromagnetic force on liquid steel makes the kinetic energy on free surface increase. It is clearly seen that the     

压铸过程中铸件-铸型界面换热系数与铸件凝固速率的关系

在实际压铸实验的基础上,求解了铸件一铸型界面换热系数h与铸件凝固速率v的关系.结果表明,二者呈线性变化关系:h=kh-v·v+ω(其中,斜率kh-v为铸型初始表面温度及铸件厚度的函数,ω为常数);通过线性拟合确定kh-v和ω值,从而确立换热系数与铸件凝固速率的关系.这种关系同时适用于镁合金AM50和铝合金ADC12.     

铝合金石膏型精密铸件凝固过程数值模拟与实验验证

应用自行开发的铸件充型及凝固模拟系统,对铝合金石膏型精密铸件的凝固过程进行了数值模拟。采用自行设计制备的多通道自动测温装置,对所模拟的铸件进行现场测温。为了提高模拟精度,对铸件铸型热物性参数进行了实测,并采用最小二乘法进行拟合。通过计算机模拟预测了铸件的缩孔区,分析了铸件缺陷产生的原因,提出了合理的工艺方案,消除了铸件内缩孔的发生。实验验证的结果表明,数值模拟结果与测试值拟合较好     

应用两相流模型模拟压铸充型过程的卷气现象

通过对压铸充型过程中卷气缺陷形成机理的分析,认为型腔中空气的流动以及与金属液之间的相互作用是形成卷气现象的主要原因.为了考虑型腔中空气的流动,采用了一种不可压缩两相流数学模型来模拟压铸充型过程的卷气现象.通过计算流体力学中的两个基准算例,较为全面地验证了该模型的准确性和可靠性.在此基础上,设计了专门针对压铸充型过程的高速水模拟实验,通过对可视化实验结果与两相流模拟结果的比较,证实二者吻合较好,说明了该模型能够较好地模拟液体的充填行为和卷入其中的气泡.     

HYDRODYNAMIC SIMULATION TO MOLD FILLING UNDER COUNTER GRAVITY

1.IntroductionCastingprocessesundercountergravityareonesthatarewidelyusedfornonferrousmetalcastings.Theprocessesarecharacterizedbythatmoltenmetalinthecrucibleisforcedtofillintomoldcavitiesagainstgravityunderanadjustablepressuredifferential.FOrthisreason,dynamicsofallkindshaveinfluencesonmoldfilling,especiallyonthetemperaturefieldduringsolidificationofcasting,aswellasformationofsuchdefectsasporosity,oxideinclusion,gashole,etc.Obviously,theflowmorphologydependsuponhydrodynamics.Ref.[1]described…     

方坯结晶器内钢液凝固及电磁制动的数值模拟

利用电磁流体力学（MHD）的基本理论及Bennon的连续介质模型,给出了方坯结晶器内钢液凝固及电磁制动的三维数学模型、磁场、流场和温度场的数值模拟表明,与钢液流场速度方向相反的电磁力是电磁制动的 直接原因;感生电流主要是集中在钢液入口处及其附近区域;电磁力能有效地改变方坯结晶器内的流场和温度场的分布,造成制动区域的下部呈现活塞流状态,降低了结晶器内高温钢液区域的温度梯度,提高了弯月面附近特别是上角部区域钢液的温度,减薄了上部凝固壳厚度。     

结晶器内连铸小方坯凝固过程及应力分布的有限元数值模拟

建立了结晶器内连铸坯凝固传热及弹塑性应力分析有限元数学模型,模型中引入与气隙相关的传热边界条件修正平均热流量方程考虑了材料力学性能,屈服函数随温度和应变速率的变化,研究了角度气隙对坯壳凝固行为和力学行为的影响。