基于有限元法的镁铝合金薄壁压铸件压铸缺陷分析

铸造充型过程的数值模拟技术是铸造领域的前沿技术。采用这些技术进行充型过程的数值模拟可以帮助人们更清楚地了解充型过程中金属液流动的自由表面和速度分布。为了给薄壁压铸件选择最佳浇注系统和最佳工艺参数,利用PROCAST软件对铸件的压铸过程进行了数值模拟,获得了铸件充型时间和温度场的分布,根据分析结果优化模具结构和压铸工艺。     

铸件凝固数值模拟和铸造工艺CAD的发展综述（一）

本文综合性地论述了铸件凝固过程中计算机数值模拟技术的历史、现状及发展趋势。同时详细地介绍了铸件疑固过程数值模似中各种数值计算法．并比较了它们的应用诗点、本文还指出铸件凝固数值模拟是铸造工艺ＣＡＤ的基础．后者是前者向实用化和商品化发展的必经之路。     

铸造充型过程数值模拟的研究进展及应用

铸造过程的计算机数值模拟是当前公认的材料科学领域重要的研究课题,而充型过程的模拟是其中的难点之一.本文回顾了充型过程数值模拟技术的发展历程,综述了充型过程数值模拟技术的最新进展.简要介绍了目前国内外模拟软件的发展情况.针对“Z-CAST”系统阐述了数值模拟软件在铸造生产中的应用.     

铸造充型过程数值模拟的研究进展及应用

铸造过程的计算机数值模拟是当前公认的材料科学领域重要的研究课题,而充型过程的模拟是其中的难点之一.本文回顾了充型过程数值模拟技术的发展历程,综述了充型过程数值模拟技术的最新进展.简要介绍了目前国内外模拟软件的发展情况.针对"Z-CAST"系统阐述了数值模拟软件在铸造生产中的应用.     

挤压铸造计算机数值模拟

铸造过程计算机数值模拟是学科发展的前沿,随着挤压铸造技术的发展,其计算机数值模拟在国内外被广泛应用,介绍了挤压铸造数值模拟的研究进展、充型凝固过程的数学模型的建立以及挤压铸造的计算机数值模拟的发展方向。     

Influence of cooling conditions in casting Cu-Ni alloy based on numerical simulation

The most common and serious defect in Cu-Ni alloy casting is porosity. To solve the problem, accurate casting design and proper design of gating system are necessary. It can be predicted and designed by means of computer simulation of casting solidification. Based on the casting process of the Cu-Ni alloy, the simulation software of diathermanous—flowing—stress coupling ProCAST was used to simulate the Cu-Ni alloy solidification process about the defects and temperature field. By combining experimental results with the simulation results, the quality of casting on some cooling conditions were analyzed. Furthermore, a better cooling condition for solidification process of the Cu-Ni alloy was chosen to improve the quality of the casting. The simulation results indicate that the quality of Cu-Ni alloy casting is the best when it is on the cooling condition of the permanent mold with the insulated riser system.     

CSP结晶器内钢液流动及凝固的数值模拟

应用数值模拟方法,建立CSP漏斗型结晶器内钢液流动及凝固传热耦合模型。针对结晶器内铸坯角部受到强冷的特点,对结晶器内热流密度采用修正方程进行计算,分析热流密度修正系数对铸坯凝固坯壳表面温度计算精度的影响。通过比较不同拉坯速率下结晶器内钢液凝固的特点,研究凝固坯壳对结晶器内钢液流动行为的影响。结果表明,采用热流密度修正系数后,铸坯凝固坯壳角部温度的计算值与实际情况更相符;提高拉坯速率可使铸坯凝固坯壳厚度减小;拉坯速率较大时凝固坯壳厚度随铸坯距弯月面距离的增大基本呈线性增长,拉坯速率为3m/min时,凝固坯壳在生长过程中厚度的增长有短暂的停滞现象;凝固坯壳对钢液流动的影响较大,主要是由钢液有效流动区域减少及两相区额外动量阻损造成的。     

运用数值模拟技术预测喷油泵座铸件缩孔缩松缺陷

运用微型计算机和数值模拟技术,模拟了喷油泵座等球墨铸铁件的不同工艺方案的凝固过程,并模拟测度子型砂退让性值对铸件缩孔缩松的影响。实验结果和生产表明,该技术能准确模拟铸件的缩孔缩松缺陷,为铸工艺优化提供了科学的依据。     

厚大断面球铁铸件凝固过程的数值模拟

应用计算机对厚大断面球铁铸件的凝固过程进行了温度场的数值模拟，提出了铸型受热辐 铁水浸泡的初始温度分布函数，并考虑了结晶潜热和强制冷却工艺等因素，使模拟精度高，误差在５％以内，为研究厚大断面球铁铸件的凝固规律提供了较可靠的参考依据。     

小家电压铸件充型凝固建模及仿真

通过建立铝合金烤盘压铸件充型和凝固过程的数学物理模型,对充型和凝固过程进行模拟。比较改进前和改进后方案的不同模拟结果,预测缺陷的产生,并与实际生产状况对比。结果显示,数值模拟结果较为准确,可作为改进压铸模设计的依据。由此建立的压铸模CAE体系可使产品废品率降到2%以下,模具生产周期缩短一半左右。     

双辊铸轧超高强铝合金有限元数值模拟

采用有限元法对双辊铸轧7075和7050铝合金的工艺过程进行了数值模拟,研究了合金成分和铸轧速度对铸轧熔池内温度场、流场和凝固场的影响规律。结果表明,在同一铸轧速度条件下,随着合金的等效比热增大,合金在铸轧熔池内的温度梯度随之减小,凝固速率减慢;对于同一种合金,随着铸轧速度增加,合金的速度梯度随之增大,熔池内所形成漩涡的位置下降。模拟结果为下一步的铸轧实验提供了理论依据     

基于人工神经网络的凸轮轴铸造过程数值模拟优化研究

在实测铸铁凸轮轴铸造温度场的基础上，研究了人工神经网络技术在铸造数值模拟优化中的应用。首先采用三维有限元方法模拟了凸轮轴充型凝固过程的温度分布。在温度场实测方案中，设计了7个热电偶测温点。通过实测数据与模拟数据的比较，确定有限元模拟的最大相对误差为4．54％，CPU时间为3200s。人工神经网络采用了基于自适应学习率一动量项的误差反向传播梯度下降算法，并以温度场实测数据及有限元模拟数据为样本，进行了充型凝固数值模拟的优化。神经网络优化处理后模拟的最大相对误差为1．98％，CPU时间为670s，从而在模拟精度和效率上均优于传统有限元法。在铸造过程模拟中引入神经网络优化具有良好的可行性。     

铸件凝固数值模拟及铸造工艺CAD概述

概述了铸造工艺CAD与数值模拟的关系,指出温度是铸件凝固的一项基本因素,而铸造工艺CAD是数据模拟发展的必然趋势和结果。     

Effect of ultrasonic power and casting speed on solidification structure of 7050 aluminum alloy ingot in ultrasonic field

With the experiment and finite element simulation, the influences of power ultrasonic on the solidification structure of 7050 aluminum alloy ingot in semi-continuous casting were researched, and the effects of casting speed on solidification structure in ultrasonic field were also analyzed. The experiment and simulation results show that the solidification structure of the ingot is homogeneously distributed, and its grain size is obviously refined at ultrasonic power of 240 W. The average grain sizes, which can be seen from the Leica microscope, are less than 100 μm. When the casting speed is 45-50 mm/min, the best grain refinement is obtained.     

Al-Si合金(A357)重力铸造充型及凝固过程模拟

利用多通道数据采集系统对铸件特定部位的温度进行测量,以掌握该点的凝固和补缩,并利用O lym pu s金相显微镜观察铸件关键部位的宏观组织,进而分析其凝固方式.用商业化模拟软件Z-C ast对铝合金拉伸试棒充型及凝固过程进行模拟,对实际浇注实验中测试点的温度场进行模拟,并将模拟结果与实验结果进行比较.结果表明,当金属铸型的预热温度较低时,必须采用较高的浇注温度才能够使铸型充满,试棒在凝固过程能够得到有效补缩,从而消除了由于糊状凝固造成的显微缩松.铸造模拟软件Z-CA ST能够准确的模拟铝合金铸件充型凝固过程,提供较准确的流场、温度场信息,预测缺陷及其出现位置.     

Leakage in Mold Slit during Inverse Solidification

The liquid steel will be leaked from the slit between the bottom of solidification mold and mother sheet during inversion casting process. By substitution of the actual liquid steel, the Ph-Sn alloy and the numerical simulation can be used to study the fluid flow in the inversion solidification mold, the mother sheet critical speed is determined for preventing the leakage from the slit of bottom. When the mother sheet speed is more than 0.06 m/s, Pb-Sn liquid alloy will not leak from the slit of the mold. Otherwise, the Ph-Sn liquid alloy can leak from the slit of the mold.     

Behavior of Non-metallic Inclusions in Centrifugal Induction Electroslag Castings

In order to know the behavior of non-metallic inclusions in centrifugal induction electroslag castings (CIESC), non-metallic inclusions in 5CrMnMo and 4Cr5MoSiV1 were qualitatively and quantitatively analyzed. The largest size of inclusions in the casting and the thermodynamic possibility of TiN precipitation in steel were also calculated. The results show that sulfide inclusions are evenly distributed and the content is low. The amount of oxide inclusions in CIESC 4Cr5MoSiV1 steel is close to the ESR steel and lower than that in the EAF steel, and there are some differences along radial direction. Nitride inclusions are fine and the diameter of the largest one is 3-4 μm. With the increase of the centrifugal machine's rotational speed, the ratio of round inclusions increases and the ratio of sharp inclusions decreases. According to the experiment and the calculation results, it is pointed out that the largest diameter of non-metallic inclusions in the CIESC 4Cr5MoSiV1 casting is only 6.6 μm, and [N%][Ti%] in 4Cr5MoSiV1 steel should be controlled less than 4.4× 10-5 in order to further reduce the amount and size of TiN inclusions.     

基于CAE技术铝合金支架压铸工艺优化

基于CAE技术研究了铝合金汽车支架压铸件的凝固过程,对可能出现的铸造缺陷进行预测,获得了零件成型过程的温度场分布和凝固时间与温度的关系。在有无水冷的两套方案中选择不同部位节点,研究不同节点凝固过程中的温度变化规律。结果表明：没有增设水冷的方案中,铸件凝固顺序混乱,温度梯度分布不合理,铸件成形过程容易产生铸造缺陷;增设水冷设置的方案中,铸件各节点冷却速度得到提高,同时保持良好的凝固顺序,铸造缺陷显著下降。     

电渣熔铸中熔池深度及其控制的计算机模拟研究

基于一种电渣熔铸凝固结晶过程的三维元胞自动机模型，对电渣熔铸凝固过程进行了计算机模拟－ 就电渣熔铸过程中金属熔池深度的变化以及电极熔速、渣温、铸件尺寸和散热系数对它的影响进行了一系列计算机模拟试验－ 结果再现了电渣熔铸中一些已确认的现象，而对其它未知因素则获得了有意义的明确结果－     

基于STL的三维网格剖分研究

在对铸件的充型与凝固过程进行数值模拟解析时,为了对连续的计算域进行数值计算,首先必须对计算域进行离散化处理,即网格剖分处理.在对STL文件作出介绍后,重点阐述三维网格剖分的原理,接着分析了剖分中需注意的几个问题,最后总结出了网格剖分程序流程.