铸造过程计算机数值模拟技术

论述了发展铸造过程计算机数值模拟技术的意义,介绍了该项技术的基本原理,回顾了这项技术在国内外的发展概况,并对铸造过程计算机数值模拟技术的发展趋势进行了探讨     

数值模拟在铸造过程中的应用

数值模拟的应用已成为铸造工艺的前沿课题,它能大幅度缩短产品试制周期,减少劳动力,提高劳动效率,有着巨大的经济效益和实用价值。对数值模拟技术在铸造过程中的应用状况作了较全面的论述,并提出铸造数值模拟技术的前沿性发展方向。     

铸造数值模拟技术新进展及铸造CAE应用

介绍了目前国际上铸造数值模拟技术的最新进展，包括复杂多相流动、造型／制芯、气化模铸造、半固态铸造以及微观数值模拟技术等。结合“华铸CAE”系统阐述了数值模拟技术（CAE）在铸造生产中的具体应用。     

铸造过程数值模拟中的后处理显示

后处理显示是铸造过程数值模拟的一个重要组成部分，它能把通过数值模拟得到了的抽象的三维目标数据以图形的方式直观的表示出来，文中在介绍了基于网格的后处理显示的几项技术的基础上，提出了一种新的技术，它通过铸件的STL文件来显示铸件的外轮廓，通过图形合成技术来生成总体的显示效果，与基于网格的后处理显示技术相比，消除了以网格单元棱边来表示外轮廓所产生的锯齿现象及轮廓线过多的现象，从而提高了显示的质量。     

铸件铸造过程应力场数值模拟

介绍了铸件铸造过程应力场数值模拟采用的基本方法及其基础研究现状，并指出了今后应力场数值模拟研究的重点与发展方向。     

散热片砂型铸造过程的数值模拟

用真空负压方法生产铝合金散热片,根据奥赞公式计算散热片的阻流截面积,根据热节圆原理计算冒口尺寸.通过数值模拟,观察铸件充型、凝固过程,预测缺陷所在位置,进行工艺分析及改进.结果表明,通过升高静压头,加大冒口,将缺陷转移至冒口中,可有效地避免铸件中的缩孔、缩松.优化的最佳工艺参数:浇注时间为3 s,浇注温度为740℃时金属静压头高度为40 mm,9个直径为10 mm的冒口.此时充型平稳,无卷气与飞溅；由下至上顺序凝固,可以实现补缩,生产出结构完整的铸件.     

数值模拟在铸造中的应用进展

综述了铸造过程数值计算的基本理论,简要介绍了国际上应用比较多的铸造模拟软件,重点回顾了这些软件在实际铸造和研究中的应用进展,探讨了数值模拟的发展方向,同时指出合理地利用铸造模拟软件能够提高产品质量,降低产品成本,缩短产品设计和试制周期。     

箱体低压铸造过程的数值模拟

以计算流体力学和计算传热传质学作为理论基础,利用大型模拟软件ANSYS对箱体的低压铸造过程进行了数值模拟,分析了铝合金在低压铸造充型过程中的流场以及凝固过程中的温度、固相分数的分布情况,预测铸件可能出现的缺陷,为优化铸造工艺和模具设计提供参考。     

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。     

基于ProCAST球铁支架铸造过程数值模拟

采用ProCAST软件对有多条筋的球铁支架铸件的充型和凝固过程进行模拟分析,预测了缩孔、缩松等铸造缺陷出现的位置,与实际样品缺陷位置基本一致。根据模拟分析的结果采取在铸件两个侧筋上加压边冒口、减少表面筋的数量、调整浇注系统等措施修改工艺。经实际样品的验证,得到了质量满意的铸件。     

数值模拟在消失模铸造工艺中的应用

数值模拟技术对消失模铸造有着重要意义,本文介绍了近年来国内消失模铸造数值模拟技术的研究进展状况,以及数值模拟技术和商业化模拟软件在泡沫珠粒充填、金属液充型和凝固过程中的应用情况,指出了今后消失模铸造数值模拟技术的发展方向。     

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。     

数值模拟技术在熔模铸造生产中的应用实践

采用华铸CAE/InteCast铸钢模块进行熔模铸造过程模拟运算,并将结果与实际铸造情况进行对比。采用Pidex三维建模,根据优化算法获得了特定生产工况下的物性参数和界面参数,根据组合参数数据库进行两种零件在各自工况下的多种工艺方案运算,并进行生产验证。结果表明,特定工况下的参数符合实际情况。     

铸造过程温度场的数值模拟

结合材料变温过程材料热物性参数的变化,利用ANSYS软件对几何外形复杂的铸件在铸造过程中的温度场进行了模拟,得到了铸件温度随时间的分布关系.模拟结果较真实地反映了铸造系统温度的变化过程,且运算速度较快,从而可预测缩孔、缩松等缺陷出现的可能性及位置,为优化铸造工艺方案提供科学指导.     

数值模拟在铸钢齿冠铸造工艺设计中的应用

利用ViewCast软件设计了齿冠的浇冒系统,包括浇注系统的尺寸、冒口数目及尺寸,并在必要部位安放冷铁。模拟分析显示,铸件实现了顺序凝固,消除了缩孔、缩松等缺陷。生产实践表明,该铸件内部组织致密,符合技术要求。     

铸造过程温度场的数值模拟

结合材料变温过程材料热物性参数的变化,利用ANSYS软件对几何外形复杂的铸件在铸造过程中的温度场进行的模拟,得到了铸件温度随时间的分布关系.模拟结果较真实地反映了铸造系统温度的发展过程,且运算速度较快,从而预测缩孔、缩松等缺陷出现的可能性及位置,为优化铸造工艺方案提供了科学的指导.     

浅谈铸造过程应力的数值模拟

通过在生产中对铸造过程应力分析的重要作用,简单阐述了应力模型所需要的参数并进行了简单件应力的模拟分析,提出修改意见。     

数值模拟在铝铜合金低压铸造工艺中的应用

以某厚大ZL205A合金铸件为例,采用数值模拟的方法对铸件低压铸造工艺中充型和凝固过程进行模拟,分析了充型及凝固过程中温度场的变化,并按模拟结果进行了生产,结果获得了优质的铸件。     

旋流器铸钢件的数值模拟和铸造工艺优化

根据旋流器铸钢件的结构特点,对旋流器进行铸造工艺设计。在铸件一侧设计浇注系统,在铸件顶部设计了冒口来实现对壳体进行补缩。用CAD软件建立了铸件的三维模型,运用ViewCast模拟软件对旋流器进行凝固过程模拟,发现在铸件顶部及热节处存在缩孔、缩松等缺陷。根据数值模拟结果并结合理论分析,通过改用保温冒口、增加冷铁的方法修改铸造工艺方案。结果表明,只在热节处出现少量的缩松,铸件的缺陷已经完全消失,从而获得了优化的工艺。