用计算机模拟研究离心铸造大型缸套的凝固过程及收缩缺陷

本文针对离心铸造船用大型缸套的凝固过程和常见的宏观收缩缺陷及其防止措施用计算机模拟的方法进行了研究。结果表明,用计算机模拟离心铸造缸套的整个凝固过程及伴生的收缩缺陷是一种实际可行的方法。计算结果与实测结果基本吻合。通过计算得到的各种结果可以揭示现行工艺条件下凝固过程的动态情况及收缩缺陷可能产生的部位,同时可预测改变工艺条件后凝固过程及缺陷产生的倾向。     

铸件计算机凝固模拟的现状、发展与前景

计算机凝固模拟已经取得令人注目的成就，可以协助设计人员改进工艺设计，提高铸件质量。但是凝固模拟软件需要在铸件凝固的物理模型，计算机数值计算，铸件的三维成形，初始条件和边界条件确定，热物性数据的测量，铸件缺陷的预测及显示等多方面进行改进以更大程度上满足铸造生产的实际需要。在未来很长时期内，凝固模拟作为一个有力的工具，仍然需要有实际铸造工艺设计经验的专家使用才能发挥其作用与潜力。另一方面，铸造生产厂家必须严格生产过程控制，正确使用凝固模拟软件，加强对技术人员的培训和不断积累使用凝固模拟软件的经验，这是生产高质量铸件的需要，也是成功应用凝固模拟软件的重要条件。     

铸钢件熔模精密铸造凝固过程数值模拟

熔模精密铸造在现代铸造行业所占比重越来越大,采用计算机数值模拟的方法模拟熔模精密铸造凝固过程,预测铸造过程可能产生的缺陷,有助于改进以“试错法”为主的传统的工艺设计方式,能够有效的缩短生产周期,节约成本,对于铸造企业来说具有重要的意义。建立了熔模精密铸造凝固过程数值模拟的物理数学模型,采用自行开发的软件模拟了熔模铸钢件的凝固过程,对缩孔缺陷进行了预测,并且将该软件的模拟结果与实际结果进行了对比。     

凝固模拟技术在铸钢件上的应用

通过在东方电机厂铸钢件上应用铸造充型凝固过程数值模拟商品化软件ＦＴ－ＳＴＡＲ,一方面帮助工厂预测大型铸钢件的缩孔缩松缺陷,给工厂提供技术支持为优化铸钢件铸造工艺提供科学依据,使工厂节约开支并取得经济效益;另一方面在应用中又发现软件的一些不足之外,进行分析改进,促进了铸造充型凝固技术的持续发展。     

铸钢件凝固过程计算机模拟技术应用研究

介绍清华大学开发的计算机三维数值凝固模拟软件FT—Star的功能及其在二重集团公司的工艺性试验和应用研究。解决了软件实际应用于铸钢件凝固过程中出现的一些问题,摸索出一些计算经验和规律。对不同铸钢件如何恰当地剖分网格、确定缩孔缩松判据参数、优化补贴工艺设计等都进行了深入研究,保证了计算机数值模拟结果的精确、可靠。实现了铸造缩孔缩松缺陷的预测,避免过去靠经验来进行铸造工艺设计,使工艺设计更具有科学性,大大降低了铸造生产成本。     

基于计算机模拟的球墨铸铁件铸造工艺优化

利用三维绘图软件Pro/E对某球墨铸铁铸件做实体造型,应用计算机模拟软件对铸件完成铸造过程的数值模拟,预测了铸件凝固过程中产生缺陷的位置。针对凝固过程中缩陷缺陷,根据模拟结果在缺陷易产生位置添加了热侧冒口和水冷通道,优化了铸造工艺,提高了球墨铸铁件的质量。     

一种轮毂件充型凝固过程及组织缺陷预测研究

利用铸造模拟软件Easycast,采用重力铸造和低压铸造两种不同铸造工艺对铝合金轮毂进行充型、凝固模拟分析。通过模拟获得了两种工艺下的流动场和凝固场结果,对缺陷进行了预测分析,得到了轮毂件重力铸造与低压铸造方法优劣的差异,用实际证明了计算机模拟在铸件工艺优化过程中的优越性。     

摇枕铸造工艺CAE模拟与分析

使用铸造模拟软件对摇枕铸造工艺进行CAE计算,通过铸件凝固模拟找出各个热节和热节的凝固时间,通过缺陷预测找出缺陷的分布、位置和大小,从而合理地确定出铸件各部位的凝固顺序和补缩通道,在此基础上有针对性地设计了浇冒系统和冷铁,模拟显示基本无缺陷,并将预测缺陷与实验铸件剖切面相对照,其结果吻合得很好,由此表明该铸件CAE设计合理可行。     

某铝合金铸件树脂砂型铸造工艺设计及优化

以某铝合金铸件为研究对象,采用铸造工艺设计和计算机数值模拟相结合的方法设计并优化铝合金铸造工艺方案。根据铸件结构特点,设计浇注系统,选择铸造用砂,采用ViewCast软件对铸造充型及凝固过程进行模拟,预测铸件缺陷产生的位置。结果发现原始方案铸件中出现了严重的缩松、缩孔,分析缺陷产生的原因,然后改进铸造工艺方案。通过增大浇道尺寸,添加冒口数量,改进冒口位置,以及增加必要的保温套,最终有效解决了铸造过程中产生的缺陷。     

差速器壳体铸造工艺设计的探讨

介绍差速器壳体的铸造工艺设计,并对铸造工艺的凝固过程进行了模拟,通过分析,在设计阶段就可以预测缩松缺陷,进而可以优化铸造工艺设计,最后对设计工艺进行了验证。     

铸造CAE技术及其在消失模与V法铸造中的应用

随着计算机硬件条件的改善和铸造CAE技术的发展,铸造CAE软件在实际生产中起着越来越重要的作用。本文介绍了铸造CAE技术的基本思路和原理;并给出了华铸CAE款件在消失模与V法铸造中的一些应用实例,应用表明现阶段的铸造CAE软件能够准确地预测铸件在充型凝固过程中可能产生的缺陷．从而辅助工艺人员进行工艺优化,指导实际铸件生产。     

CAD/CAE技术在熔模铸造中的应用

铸造工艺方案设计好后,直接采用三维CAD技术设计工艺模型,并应用CAE技术模拟铸造充型和凝固过程,分析模拟结果,预测铸造缺陷,优化铸造工艺,提高工艺设计的合理性和可靠性,有效保证铸件质量。     

汽轮机阀体铸造凝固过程数值模拟及缩孔、缩松的预测

在分析了铸件凝固过程结晶潜热释放和缩孔、缩松形成条件后,应用数值模拟软件模拟了砂芯铸造汽轮机阀体的凝固过程,得到阀体铸件凝固的温度梯度分布,并预测了铸件出现缩松、缩孔缺陷的部位。在此基础上,对铸件凝固过程进行了阐述。数值模拟结果可供阀体铸造工艺设计参考。     

PROCAST数值模拟在高温合金精密铸造中的应用

计算材料科学是一门处于高速发展的交叉学科,利用数值模拟技术对熔模精密铸造过程进行仿真模拟正在逐步发展和实际应用。介绍了PROCAST有限元模拟软件的工作模块构成和数值模拟分析流程,通过研究高温合金凝固缺陷形成机制,预测缩孔、热裂纹、冷隔、浇不足等宏观冶金缺陷;通过模拟不同参数并对比实际产品质量情况,用以确定较理想的铸造工艺,包括冶炼参数和浇注系统设计。研究表明:模拟软件PROCAST能够较准确地预测铸件在充型凝固过程中产生的缺陷,通过多次模拟预测,优化浇注系统、模壳温度、浇注温度、浇注速度和定向凝固拉伸速度,确定最优工艺方案,可以明显减少铸件缺陷,提高铸件质量,降低生产成本。     

钛合金离心铸造数值模拟技术及应用

铸造CAE在复杂钛合金铸件的离心铸造凝固过程模拟,预测了钛合金铸件铸造过程的可能缺陷。简要介绍了复杂钛合金离心铸造过程数值模拟技术,包括钛合金的充型凝固模拟、凝固过程温度场数值模拟及预测缩松缩孔等,并给出了华铸CAE软件对典型的复杂钛合金支板铸件进行模拟和模拟结果分析的应用案例。应用表明,该软件能够准确地预测钛合金铸件可能产生的气孔、缩松缩孔等缺陷等。     

计算机模拟在圆柱面支座铸造工艺优化中的应用

应用计算机数值模拟技术对圆柱面铁路桥梁支座的不同铸造方案的凝固过程进行了研究,预测其存在的缩孔和缩松缺陷,根据模拟结果选出一种最优的方案,为铸件的实际生产提供参考依据。     

减速机箱体的结构优化设计与铸造工艺优化模拟

对有限元方法与拓扑优化方法等结构优化设计技术在减速器箱体结构的优化设计特别是在轻量化和低噪音设计的原理、应用及效果进行了概述;介绍了利用铸造工艺分析软件对减速器箱体的充型和凝固过程的模拟结果。结果表明,模拟结果可用来预测铸造缺陷的形成、大小、分布及成因。可以快速经济地优化铸造工艺,消除铸造缺陷,提高铸件质量,降低生产成本。     

国内铸造工艺数值模拟研究及应用现状

铸造计算机模拟可以使铸件在铸造过程中应力场、温度场、流动场等分布变化情况、组织晶粒的生长和形貌变得可视化,并根据场量的分布来预测及预防铸件的缺陷。本文介绍了国内铸造数值模拟研究及应用发展状况,并指出了数值模拟技术在充型凝固过程中应用的发展方向。     

球墨铸铁支架的铸造工艺方案与模拟优化

根据球墨铸铁支架形状复杂的特点,设计两个内浇道同时浇注铸件,采用无冒口工艺,实现了顺序凝固。利用ViewCast铸造模拟软件对支架的凝固过程进行了模拟计算,预测球墨铸铁件的缩孔、缩松缺陷。根据数值模拟结果并结合理论分析,对铸造工艺方案进行了优化设计。通过改进浇注系统位置,并再次进行凝固模拟,最终消除了铸造缺陷,获得了合理的铸造工艺方案。     

AnyCasting模拟软件在汽车零件铸造工艺设计中的应用

以发动机缸体、轮毂为例,介绍了AnyCaSting软件分别在高压、低压铸造工艺中的应用,针对不同铸造工艺汽车零部件充型和凝固过程中产生的常见缺陷进行了预测分析。通过软件的后处理模块,能直观地观察铸造生产过程中气体包卷、缩孔等缺陷的分布,对铸造缺陷进行准确的预测,从而有利于铸造工艺改进,并节约试制成本,提高产品质量。