铸造充型过程气孔缺陷的数值模拟研究

针对充型过程产生气孔缺陷的主要因素,采用计算流体力学方法数值模拟充型过程的流场和温度场。模拟结果表明,初始压力与初始速度相互作用,初始压力主要影响模拟的迭代过程;充型过程中产生卷气现象,主要是充型过程初始速度过大,通过对不同初始速度比较,可以设定初始速度为0.5 m/s,当金属液进入型腔内一段时间再调整到初始速度1.0 m/s,有利于减小卷气现象的发生;最终确定最佳初始压力为204 400 Pa。     

铜合金低压铸造中浇不足缺陷的数值模拟

浇不足是铜合金低压铸造中常见的缺陷之一,采用数值模拟不仅可以预测铸件最终的浇不足形态,还可以进一步分析浇不足的产生与演化过程,而预测浇不足的关键是处理好合金糊状区对金属液流动的影响。针对铜合金修正了糊状区的变粘度-多孔介质-临界固相率模型,基于变物性参数计算并对比分析了其与变粘度-临界固相率模型模拟结果的差异性。实际生产表明,修正后的变粘度-多孔介质-临界固相率模型可以准确预测出铸件的浇不足缺陷,数值计算模型更可靠。     

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。     

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。     

半固态铸造充型过程数值模拟研究新进展

对近期国内外半固态铸造充型过程数值模拟的研究成果进行了系统综述,包括数值模拟的计算方法,流变模型的研究进展以及数值模拟的应用现状,展望了未来半固态铸造充型过程数值模拟研究的发展方向。     

铸造充型过程中液固转变影响流动行为的数值计算

为准确预测浇不足及冷隔,在已有的处理液固转变方法基础上,提出基于固相率变化的糊状区流动行为计算模型,该模型可以有效地处理液固转变过程中糊状区不同阶段的流动行为,即高固相率糊状区采用临界固相率方法,低固相率糊状区采用变黏度方法,中等固相率糊状区采用多孔介质拖拽模型。模拟了S型铸型水模拟实验,模拟结果与实验结果吻合很好,验证了不考虑液固转变时所采用模型的准确性。针对简单形状的底注式铸造工艺,对比分析了处理液固转变过程中采用不同控制参数的计算效果,证明了糊状区流动行为计算模型的合理性。     

铸造充型过程的数值模拟研究现状及发展

铸件充型过程计算机模拟仿真是铸造学科发展的前沿领域.分析了国内外铸造充型数值模拟的发展过程以及目前应用的最前沿数值模拟方法,论述了铸造充型模拟的数学模型、计算方法和实验验证方法,并提出了数值模拟现存的主要问题,阐述了充型过程数值模拟的发展趋势.     

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。     

消失模铸造空心凸轮轴充型过程中热平衡计算

试验测得消失模铸造空心凸轮轴充型过程的温度场，对其热量分布进行了计算，计算结果表明，金属流充型过程中热量主要损失于使砂型和钢管加热，采用薄壁钢管，提高浇注温度可以解决空心凸轮轴浇不足缺陷，与试验验证结果一致。     

铸造充型过程的FEM-MAC法数值模拟

对铸造充型过程进行数值模拟时，自由表面位置的确定是非常关键的一步，本文较详细地阐述了在模拟过程中如何解决自由表面的问题，主程序以及后处理程序的开发采用了MATLAB语言，并与商品化软化进行了比较，获得了满意的结果。     

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。     

阀体砂型铸造充型凝固过程数值模拟研究

由于阀体零件结构复杂,砂型铸造阀体时,浇注系统和工艺参数不当容易导致铸件出现缩松、缩孔等缺陷。采用Pro CAST软件对典型阀体砂型铸造过程进行数值模拟,研究了金属液充型和凝固过程。分析了缺陷产生的原因,改进了浇注工艺方案,提高了铸件的质量和合格率。     

充型过程中铸造缺陷形成的原因及消除措施

通过分析浇注系统和型芯排气系统特点,以及充型过程中铁液产生湍流的原因,解释铁液充型不平稳与典型铸造缺陷的相关性。最终得出:通过设计好的浇注和排气系统,可以减轻铁液在充型过程中的湍流,抑制氧化膜长大形成铸造缺陷。实践证明,平稳充型并保持液面表层有适当的流动性可以大幅度减少铸造缺陷。     

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。     

铸造充型过程数值模拟及实验研究的进展

铸造充型过程与铸件多种缺陷密切相关,对铸件力学性能有重要影响.对铸造充型过程的数值模拟研究进行了回顾与分析,着重探讨了近年来该方面的研究热点——气体和氧化膜卷入模拟的研究现状,及该方面研究所面临的问题;分析了铸造充型过程实验方法的现状,并展望了铸造充型过程气体和氧化膜卷入模拟的发展.     

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。     

铸造充型过程流场数值模拟现状及发展趋势

介绍铸造模拟过程的数理模型,从求解不可压缩流动的数值计算方法,两相流数值计算方法等方面,介绍铸造充型过程流场数值模拟研究现状。针对铸造充型过程的复杂性,应在数学建模、计算效率和计算精度等方面开展更为广泛的研究,以满足实际工程应用的需求。     

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.     

铸钢套筒离心铸造充型过程数值模拟

针对离心铸造铸钢套筒生产方法的工艺特点,对金属液体的流动、传热进行分析,考虑了向心加速度和科里奥利加速度,成功建立了描述这种铸造方法充型及凝固特性的数学模型.并利用数值模拟技术,在Visual C 6.0平台上,对铸钢套筒铸件的形成过程进行了可视化仿真.实际应用表明,可以达到验证现有方案,优化铸造工艺的目的.