充型过程数值模拟及算法优化

提高充型过程数值模拟的计算速度是流场模拟的一个研究热点.概述了模拟充型过程的数学模型并提出了一种算法优化方案,通过计算中减少对铸件及铸型网格单元的搜索次数来提高充型模拟的计算速度.这种方法的优点在于不影响模拟计算的精度.     

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.     

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.     

铝合金铸造充型凝固数值模拟的研究现状与发展

铸造过程的计算机数值模拟是当前重要的研究方向,而铸件的充型凝固过程是整个模拟过程中的难点之一.本文概括了国内外对铝合金铸造充型凝固数值模拟,回顾了充型凝固过程中模拟和计算方法的发展.总结了目前国内外在铝合金充型凝固数值模拟方面取得的一些成绩.简要介绍了目前国内外数值模拟软件的发展情况.     

基于非均匀网格模型的压铸充型过程的数值模拟

压铸充型过程数值模拟比较耗时,传统的充型过程的数值模拟采用均匀网格模型,为了保证铸件最薄处的精度,则要采用小的网格单元,这大大阻碍了充型过程数值模拟的实际工程应用.采用非均匀网格技术来进行压铸充型过程的数值模拟,利用基准件来验证了其模拟结果的准确性,并与基于均匀网格模型的模拟结果以及模拟所需时间进行了对比.实际应用表明采用非均匀网格技术可以有效地控制网格数,减少模拟所需的时间,从而使充型过程的数值模拟更能满足实际工程应用.     

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。     

考虑充型过程对初始温度场影响的缩孔缩松缺陷分析

使用Sola-Vof法计算了三维实际铸件的充型过程,提供了随时间变化的充型过程体积函效的变化和分布,并据此计算了充型过程中的传热现象,得到了考虑充型过程影响的初始温度场分布。计及初始温度场的分布,进行了凝固过程的数值模拟和缩孔缩松缺陷分析。针对工厂实际铸钢件蒸汽室盖进行了模拟计算和验证。结果表明,对大中型铸件,虽然浇注过程中很少发生凝固,但初始温度分布相当不均匀,考虑充型过程传热现象,可以使随后的凝固模拟及缺陷分析精度显著提高。     

气缸体浇注系统的设计与成形过程的模拟

针对某厂一小型发动机缸体,利用大孔进水理论对其浇注系统进行设计,通过数值模拟软件模拟其充型过程及凝固过程.模拟结果表明:铸件的充型过程基本平稳、快速;凝固过程中铸件温度场分布符合顺序凝固的要求,固相分数也证实了铸件凝固过程是合理的.     

铝合金铸件氧化膜卷入的数值模拟

在直接有限差分法DFDM(Direct Finite Difference Method)进行铸件充型过程模拟的基础上,提出了充型过程自由表面碰撞中表面氧化膜破碎,及其后破碎氧化膜流动的计算模型.对试验铝合金铸件进行了模拟应用,使用特殊X射线装置对该铸件实际充型过程及自由表面进行了实时观察验证,通过实际铸件的气孔、收缩缺陷分布的检测,对氧化膜卷入模拟结果进行了定性验证分析.     

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.     

压室压射对压铸充型流场影响的研究

为了考察压室压射过程对压铸充型过程金属液流动形态的影响,基于SOLA-VOF算法开发了包含压室在内的压射全过程充型模拟程序和料饼处直接充填模拟程序。并采用这两套程序分别模拟了阶梯块压铸件的充型过程,结果表明:浇道和型腔内的初始流动形态会随压室慢压射过程工艺参数的变化而改变,采用压射全程模拟更能准确的反映金属液在压室内、浇道内和型腔内的流动形态。     

曲轴铸件浇注系统的计算机模拟分析

为3100QB曲轴设计了四种浇注系统，并且采用Z-CAST软件对铸件进行了充型和凝固的模拟分析，通过对模拟结果的分析，对浇注系统进行了优化和改进，得到了最优的设计。     

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…     

熔模精密铸造蜡模充型过程的数值模拟

对熔模精密铸造料的流变性和充型过程进行了分析,确立了模料充型过程数值模拟的数学模型。利用计算机机数值模拟技术,建立了相关的软件系统。对端盖铸件的蜡模成型过程进行了模拟,结果与试验验证基本一致。     

充型过程中自由表面的数值模拟

采用守恒标量法确定充型过程中的自由表面,通过采用两个不同的时间步长计算充型过程的流场和自由表面,克服了流场计算时间步长过小的缺点,使得充型过程数值模拟的计算速度大大提高,而计算结果仍能满足工程实用的要求。     

基于充型过程金属液流动特点的气-液两相流算法模型（英文）

针对在铸件充型过程中,金属液表现出不同的流动特点,含有固体颗粒的金属液具有不可压缩非牛顿流的流动特性,而过热金属液具有不可压缩牛顿流的流动特点,采用Projection方法求解气体、过热金属液和含有固体颗粒的金属液的速度场,用Level set方法来追踪气-液界面边界。为了验证计算模型,将模拟结果与实验结果(采用16 mm摄像机记录充型过程)进行比对,从而证明计算模型的正确性。     

旋转浇注流场数值模拟技术研究

旋转浇注过程流场数值模拟能否成功的关键技术之一是如何描述铸型在旋转过程中的位置变化及铸型内流体的速度变化,提出了坐标旋转法的基本思想并建立了相应的数学模型,通过编制程序对实际铸件的旋转浇注过程进行模拟计算,实践证明,模拟结果同实际浇6铸过程比较吻合。     

Mensuration and simulation of mold filling process in semi-solid die-cast of aluminum alloy

To understand the flow trace of semi-solid slurry in mold cavity, some thermocouples were inserted in mold cavity, and the reaction timing of thermocouples showed the arrival of fluid. The filling time and rate were estimated by comparison between the experiment and calculation. The introduction of computer simulation technique based on ADSTEFAN was to predict injectionforming process and to prevent defects during trial manufacture of various parts. By comparing the formed appearance of parts in experiment and in simulation, and observing the relationship between internal defects inspected by X-ray or microscope and the flow field obtained in simulation, it was indicated that both have quite good agreement in simulation and experiment. Right predictions for cast defects resulted from mold filling can be carried out and proper direction was also proposed. The realization of numerical visualization for filling process during semi-solid die-cast process will play an important role in optimizing technology plan.     

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。