基于SPH新方法铸造充型过程三维数值模拟

引入一种新的无网格光滑粒子流体动力学SPH方法模拟铸造充型过程,SPH方法能够避免网格法在求解过程中的网格扭曲和缠绕,并且改善网格法求解精度。基于SPH法的优势,建立了基本数学模型,编写了三维计算程序,并引用虚粒子边界解决三维情况下边界不易施加的问题。通过对底注式平板件铸造充型过程进行数值模拟,并将模拟结果与实验结果和基于网格法的ProCast模拟结果进行对比,验证了SPH方法在计算铸造充型过程中的可行性和有效性。     

基于SPH方法的低压铸造充型过程数值模拟

借助光滑粒子流体动力学（SPH）方法,对所建立的低压铸造充型模型进行了数值模拟,并将模拟结果与Win-cast软件的模拟结果进行对比。结果表明,SPH方法与Win-cast软件模拟结果基本一致,能够较准确地模拟低压铸造充型过程。     

基于有限差分法和光滑粒子法的镁合金充型模拟

针对Benchmark件,采用有网格方法（FDM）和无网格方法（SPH）进行充型过程数值模拟,并将模拟结果与WinCast计算结果进行了比对,从而验证了两种方法的有效性和正确性。由于SPH方法可通过追踪粒子的运动得到整个物理系统的特性,无需采用专门方法确定自由表面,在数学模型上具有一定优势。     

基于SPH法立式离心铸造充型过程三维数值模拟

采用光滑粒子流体动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH）方法对立式离心铸造充型过程进行数值模拟研究,建立了基于SPH立式离心铸造充型过程的三维数学模型,并通过水力学算例验证了模型的正确性。运用建立的数学模型对实际铸件充型过程进行模拟,并与ProCAST模拟结果进行对比,进一步验证了所建立数学模型和开发程序的实用性。     

铸件充型过程流场和温度场数值模拟

本文采用ＳＩＭＰＬＥ算法，研究开发了铸件充型过程三维流动和传热数值模拟软件，计算结果表明，在该软件能准确地模拟浇注充型过程中液态金属的流动状态。自由液面的波动，以及温度场分布。     

基于投影法的挤压铸造充型过程数值模拟

采用投影法进行速度场和压力场的计算,根据挤压铸造的特点,考虑冲头的运动,建立基于有限差分法的流动场数值模拟程序,从而实现了对挤压铸造充型过程的数值模拟。为验证程序的正确性,对纯铝件挤压铸造充型过程进行了模拟计算,计算结果与试验结果相符合。     

铸件充型凝固过程数值模拟研究

概述了铸件充型及凝固过程数值模拟研究的最新进展。采用并行计算技术，对压铸充型模拟过程数值计算方法进行了改进。提出了用动态膨胀收缩累积法来预测球墨铸铁缩孔缺陷，在球铁件上进行了缩孔形成的模拟和工艺改进。采用的有限差分与有限元相结合的方法模拟铸件应力场。实现了有限差分温度载荷到有限元模型的自动转换与传递，并采用有限元法计算出铸件应力场。     

铸件充型数值模拟的研究进展

铸造过程计算机数值模拟技术是当今材料科学的重要前沿领域。本文从铸件充型数值模拟的发展过程、软件的开发状况、计算方法及验证方法等四个方面介绍了国内外铸件充型过程计算机数值模拟的概况。     

铸件充型过程数值模拟的发展

铸件充型过程对铸件的质量有着重要的影响.铸件充型过程的数值模拟可帮助人们更清楚地了解铸件充型过程中金属液的运动状态及温度场的分布.本文主要对充型过程数值模拟中的数值方法的发展过程、自由表面的处理方法的演变以及各种紊流模型的建立等问题进行了总结,并对充型过程的进一步研究发展进行了展望.     

依据充型模拟确定铸件浇注温度

使用Sola--Vof法计算铸件三维充型过程。确定不同时刻各单元的体积函数值与自由表面方向，推出各单元在不同时刘的有效散热面积。综合考虑铸件充型过程所伴随的热传导、对流、辐射等现象，得到铸件充型结束时的温度场分布，并据此确定合适的浇注温度。     

铸件充型过程数值模拟的实验验证及工程应用

采用ＳＯＬＡ－ＶＯＦ法,开发了Ｗｉｎｄｏｗｓ９８／ＮＴ环境下的铸件充型过程数值模拟软件ＦＴ－ＦＬＯＷ,模型中考虑了紊流流动。用标准测试件和阶梯试件对软件进行了验证,实验结果与数值模拟结果比较吻合。目前,铸件充型过程数值模拟软件ＦＴ－ＦＬＯＷ已经在许多厂家的实际生产中得到了应用。     

铸件充型凝固过程数值模拟国内外研究进展

铸造过程计算机模拟仿真是学科发展的前沿领域,是改造传统铸造产业的必由之路,是当今世界各国专家学者关注的热点。铸件充型凝固过程的数值模拟可以帮助工程技术人员优化工艺设计,缩短产品试制周期、降低生产成本、确保铸件质量,已成为铸造领域最热门的研究课题之一。目前,凝固过程的温度场数值模拟及缩孔缩松预测已应用于实际生产,在充型过程,应力分析、微观组织等方面的基础研究及实用化进程方面都取得了很大进展。     

薄壳后桥铸件充型凝固数值模拟研究

运用MAGMA软件对后桥铸件进行了充型凝固数值模拟分析。并作了现场跟踪试验。证明,MAGMA软件对铸造工艺优化设计有良好的评价功能。能准确地反映铸件的实际状况,预测可能产生的综孔缩松、热裂等铸造缺陷及产生缺陷的部位。     

国外铸件充型凝固过程数值模拟软件介绍

简要介绍了国外优秀的充型和凝固过程数值模拟软件的基本情况和产品特点,对国内相关软件的开发和国内厂家对模拟软件的选择有一定的启示作用。     

基于SPH法的AZ31镁合金ECAP过程数值模拟

引入一种新的无网格法——光滑粒子流体动力学法（Smooth Particle Hydrodynamics,SPH）,将问题域离散为一系列粒子,避免了由于网格的划分导致计算精度下降。通过建立数学模型并编写SPH方法程序,对AZ31镁合金ECAP过程在高挤压速度下的裂纹萌生和扩展进行数值模拟,并将模拟结果与有限元模拟结果及试验结果进行对比,验证了所建SPH程序的准确性及可行性。     

微尺度铸件充型过程的数值模拟

修正了传统Navier-Stoke方程,并利用该方程和Fluent软件对Zn-4Al合金充填微齿轮铸件的充型过程进行数值模拟。结果表明：在运动惯性的作用下,Zn-4Al合金在进入微齿轮型腔后途径齿轮盘部位时,合金并未横向扩展,而是保持入射状态首先填充对面的齿轮轴,撞击型腔壁后,产生二次压头,然后再向齿轮外围的各齿部位反充;型腔内气体被高速运动的金属液搅拌和切割,形成许多微气泡,然后被带入主流区,从排气道排除。     

间接挤压铸造薄壁件充型速度的研究

分析了薄壁铸件在充型过程中存在的两种充型形态,并应用射流理论,讨论了充型过程中影响充型形态的因素,进而指出最佳充型速度应是逐渐加速的;其次从流体力学的角度,对金属液充型过程进行分析,从理论上确定了最佳充型速度应满足的条件;最后,应用导出的方程对具体实例进行计算分析,得出某薄壁平板铸件的最佳充型速度。     

大型复杂ZTC4合金铸件的充型凝固过程模拟

以ZTC4合金框形铸件为对象,用Solidworks建模,用Meshcast软件进行网格剖分,解决了三维模型与网格分析软件之间的接口问题。采用Pro-cast软件分析了铸件充型过程中液体流动及温度场分布规律,预测了铸件中缩孔、铁豆易出现的位置,预测结果与铸件实际情况相吻合。将分析结论应用于同类型更大更复杂的框形铸件的工艺优化中,避免了同类缺陷的发生。     

基于SPH-FEM耦合方法的挤压铸造数值模拟

论述了基于光滑粒子流体动力学（SPH）和有限单元法（FEM）耦合分析方法的模型建立和模拟,对挤压铸造过程的流动场及热应力场进行了数值模拟,自主编写了SPH-FEM耦合分析方法的模拟程序。采用挤压铸造支架零件进行了模拟验证,并将SPH充型过程模拟结果与通用商业化软件模拟结果进行了对比分析,发现模拟结果基本一致。分析了FEM凝固过程温度场、应力场模拟结果,发现在支架零件侧面薄壁处冷却速度最快,有效应力值最大。研究表明,开发的基于SPH-FEM耦合的挤压铸造过程数值模拟程序,模拟结果准确,运行可靠。     

模具充型过程中光滑粒子流体动力学模拟(英文)

讨论了基于光滑粒子流体动力学(SPH)的压铸充型模拟的实施过程。建立了一种区分流体粒子和入流粒子的入流边界条件。对人工黏度和移动最小二乘法在处理压力振荡中的作用进行了对比。对最终模型在模拟压铸二维与三维的充型过程进行了验证。将SPH和有限差分的模拟结果与实验结果进行了对比研究。结果显示SPH与实验更为吻合,表明了SPH在描述充型过程流态方面的有效性与精度。