消失模铸造充型过程模拟仿真的虚拟现实可视化应用

介绍了消失模铸造充型仿真虚拟现实可视化的方法,在Ensight虚拟现实仿真环境下通过对铸件模型的流体运动及温度场数据进行可视化后处理,从而模拟现实,再现不同时刻消失模铸造液态金属流动界面推移的位置、形状及温度。实现了消失模铸造液态金属充型与凝固过程虚拟现实的可视化仿真。案例证明,消失模铸造充型仿真的虚拟现实可视化,为再现液态金属充型与凝固过程、预测铸造缺陷提供了依据。通过该方法可以提高可视化的真实感,对工艺改进起到了辅助作用,减少了通过实际浇注试验来确定其铸造工艺的次数,降低了成本和对环境的污染。     

CAE技术在改善球墨铸铁轮毂缩孔中的应用

利用华铸CAE软件对球墨铸铁叉车轮毂铸造工艺的凝固及充型过程进行了数值模拟,以期对该工艺进行优化.通过模拟,分析了液态金属充型的动态过程,以及凝固过程可能产生的缺陷,提出了铸造工艺的优化方案,避免了轮毂铸造过程中的缩孔缩松缺陷.结果表明,计算机数值模拟为工艺方案的评价和改进提供有效地参考依据,消除了缩孔缩松缺陷,保证了铸件质量,缩短了产品设计和试制周期.     

铝青铜铸件离心铸造工艺数值模拟

采用ProCAST软件对铝青铜铸件的立式离心铸造充型与凝固过程进行了数值模拟,分析了浇注温度和离心转速对离心铸造充型过程的影响。结果表明,在离心铸造中,浇注温度对液态金属的充型速度无明显影响,凝固速度随浇注温度的升高而降低;提高离心转速有利于提高液态金属的充型速度和凝固速度。针对铝青铜环形铸件获得的优化工艺参数为,浇注温度1 100℃,铸型转速350 r/min。     

微机在铸造工艺与设备中的应用：第二讲 微机在液态金属充填型腔…

充型过程数值模拟是通过分析液态金属的流动状态，以优化浇冒口系统设计，防止或减轻吸气、氧化、侵蚀冲击等造成的铸造缺陷，是铸造仿真技术的重要方面之一。微机组织模拟是当前铸造工艺过程仿真领域的前沿课题，通过分析铸件凝固组织，以更好地控制工艺条件，最终获得力学性能良好的铸件。     

微机在铸造工艺与设备中的应用 第二讲 微机在液态金属充填型腔和铸件凝固过程数值模拟中的应用(2)

充型过程数值模拟是通过分析液态金属的流动状态，以优化浇冒口系统设计，防止或减轻吸气、氧化、侵蚀冲击等造成的铸造缺陷，是铸造仿真技术的重要方面之一。微机组织模拟是当前铸造工艺过程仿真领域的前沿课题，通过分析铸件凝固组织，以更好地控制工艺条件，最终获得力学性能良好的铸件。     

真空浇注对充型过程的作用及其在快速铸造中的应用

液态金属铸造过程中施加真空是提高复杂铸件充型性能的有效措施。通过分析真空对充型过程的作用机理．认为真空可以有效减少型腔中的气体反压力，从而达到改善充型性能的目的。采用了真空浇注工艺，开发了真空浇注设备。将此设备应用于复杂薄壁铸件的快速铸造中，由于金属熔化后可以在真空环境中进行浇注和充型凝固．取得了良好的效果。     

离心铸造复合管外层充型与凝固数值模拟

Procast离心铸造模块不能直接用于卧式离心铸造。通过分析两种离心铸造的充型特点与受力情况,提出了卧式离心铸造的模拟方法,结果表明充型与凝固过程温度场的变化规律与实际一致。复合管两层浇注时间间隔直接影响到铸件的品质。提出了复合管内外层浇注时间间隔的确定方法。对不同工艺参数下卧式离心铸造外层金属液充型和凝固过程进行数值模拟,获得了各工艺参数对金属液充型及第二层浇注时间间隔的影响规律。     

电磁搅拌对液态金属运动及凝固组织的影响

旋转型电磁搅拌在钢的连续铸造、铸件成形与凝固、半固态浆料制备、液态金属电磁净化等工艺过程中的应用受到了材料工作者的高度重视,并不断地取得了电磁搅拌应用技术开发与理论研究的成果.分析了旋转型电磁搅拌作用下液态金属运动特点及电磁力计算,建立了液态金属旋转运动的数学模型,并得到周向速度分布的表达式,研究了旋转型电磁搅拌对连铸坯凝固组织的影响,为在旋转型电磁搅拌应用中工艺参数的优化提供了依据.     

基于Procast的进气管砂型铸造的充型凝固数值模拟

运用专业铸造模拟软件Procast对某型发动机进气管进行了数值仿真分析。建立了砂型铸造进气管充型凝固过程中的几何模型和有限元模型。通过对运行参数、边界条件等设置,实现了基于Procast软件对其整个铸造过程模拟。在给定的铸造工艺方案下,充型平缓,凝固顺序遵循顺序凝固原则,没有出现缩松、缩孔现象,满足浇注条件。结果表明,此次铸造工艺设计合理,可依据模拟结果进行实际生产。     

铝合金变速箱低压铸造充型与凝固的仿真及优化

以A356铝合金变速箱铸件为例,采用三维绘图软件Solidworks对变速箱进行3D造型,运用Pro CAST软件对其预定工艺的低压铸造充型和凝固过程进行了仿真。根据铸件充型的仿真结果,发现在充型过程中金属液面前沿出现参差不齐的现象。经验证分析这种现象主要是由于浇注系统设计不合理造成的。改变浇口位置后,金属液充型平稳。在铸件凝固后发现,在预定工艺中,变速箱上边缘以及浇口处产生了缩松缩孔的铸造缺陷,这是浇注温度过高引起的。根据仿真结果,进行了工艺优化,将浇注温度降低到700℃,再次进行铸造过程的仿真,发现缺陷得到了有效控制,铸件的质量获得明显改善。     

铝合金反重力铸造技术

介绍反重力铸造(CGC)技术,分析合金液充填铸型的基本过程,以自行研制的真空吸铸加压凝固铝合金铸件浇注设备为基础,论述真空吸铸加压凝固的特点,并简述了叶轮铸件的制造.     

铸造合金湍流和层流充型与凝固三维数值模拟软件及基在精密铸件上的应用

建立了铸件充型过程中金属液流体湍流和层流流动及凝固冷却时三维速度场和温度场数值模拟的计算方程;介绍了这些方程的数值求解,相关边界条件及凝固潜热处理方法;以此为基础,编制了三维计算、前处理、后处理程序及相关数据库,形成了SRIFCAST软件。本软件已成功地应用于铸造生产,制定了各种铸件尤其是精密铸件的铸造工艺,获得了优质铸件。     

低压铸造铝合金轮毂充型与凝固模拟

在低压铸造过程温度场及流场实验的基础上,开发了基于ＳＯＬＡＶＯＦ算法的充型与凝固过程数值模拟软件,对７２－４６轮毂铸件进行了模拟分析。结果表明,低压铸造充型过程中降温明显,准确的凝固模拟必须首先考虑充型。针对轮毂铸件的充型特点,开发了简化充型模拟软件。简化模拟得到的初始温度场与采用ＳＯＬＡＶＯＦ算法的模拟结果基本吻合,实现了为后续凝固模拟提供正确的初始温度场的设计目标。     

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。     

Numerical simulation study on monoblock casting process of ultra-slender structural components and experimental validation

Substrate, a typical ultra-slender aluminum alloy structural components with a large aspect ratio and complex internal structure, was traditionally manufactured by re-assembly and sub-welding. In order to realize the monoblock casting of the substrate, the Pro/E software was utilized to carry out three-dimensional (3D) modeling of the substrate casting, and the filling and solidification processes were calculated, as well as the location and types of casting defects were predicted by the casting simulation software Anycasting. Results of the filling process simulation show that the metal liquid is distributed into each gap runner evenly and smoothly. There is no serious vortex phenomenon in the mold cavity, and the trajectory of the virtual particles is clear. Results of the solidification process simulation show that shrinkage cavities mainly appear at the junction of gap runners and the rail surface of the substrate. The average deformation is 0.6 mm in X direction, 3.8 mm in Y direction, and 8.2 mm in Z direction. Based on the simulation results, the casting process of the substrate was optimized, and qualified castings were successfully produced, which will provide a reference for the casting process design of other ultra-slender aluminum alloy structural components.     

铝合金拉伸试样金属型模具优化

设计了一种采用不同浇注系统的铝合金拉伸试样金属型模具,以减少铸件的缺陷、提升铸件的质量。利用Pro CAST对铸造过程进行模拟,对拉伸试样充型凝固过程中的各物理场进行分析,预测其铸造缺陷和二次枝晶臂间距。确定优化模具的合理性后进行实验验证。实验结果表明:优化模具能够有效阻止前沿含有氧化薄膜的金属熔体进入型腔;优化模具的扇形流道,使充型过程平稳,避免型腔内出现卷气现象;试样能够实现顺序凝固,成功消除试样中的缩松、缩孔缺陷;优化模具试样的二次枝晶臂间距为33. 2μm,抗拉强度为215 N·mm-2,屈服强度为173 N·mm-2,断后伸长率为4. 5%。优化后的模具能有效地减少拉伸试样中的铸造缺陷并减小二次枝晶臂间距,提升了拉伸试样的力学性能。     

YL112铝合金压铸充型凝固过程的数值模拟

简要介绍充型凝固过程数值模拟的实际意义，分析了充型凝固过程数值模拟的特点，利用建立的数学模型对YL112铝合金压铸件进行了模拟。通过对模拟结果的分析，预测了铸件在充型凝固过程中可能形成的缺陷，基本上与实际相符，并对现行的工艺方案提出了一些改进措施。     

Application of 3-D numerical simulation software SRIFCAST to produce ductile iron castings

1. IntroductionSince the 1960's, there have been 3 progressive periodsfor modeling and simulation of the technological processof castings. In 1988, 3-D temperature fields were calculatedsuccessfully during the solidification process of steelcastings in many countries [1-4]. In 1995, 3-D velocityfields calculations of metal flow in mold filling were alsoachieved by advanced researchers [5-8]. From 1990 untilnow, the new task has been to model and simulate themicrostructure and morphology of cr…     

铸造充型与凝固过程的变网格数值模拟研究

鉴于充型过程的模拟计算极为复杂，是铸造模拟过程中耗时最多的部分，为缩短充型过程计算时间，提高计算效率，提出了一种利用变网格进行模拟计算的新思路，即采用不同的空间步长分别模拟计算充型和凝固过程，在充型过程的模拟计算中采用比较大的网格，而在凝固过程的模拟计算中采用比较细的网格，并设计程序模块实现两种网格之间的转换和对应，使得充型过程结束时刻的大网格系统温度场能够精确完整地转换为凝固过程开始时刻的细网格系统的温度场。对这种变网格方法进行了验证，并对实际零件进行了模拟分析。结果表明，变网格方法是一种提高模拟计算效率的有效方法，这种方法能够克服充型和凝固过程采用统一的细网格进行模拟计算而产生的计算时间过长，效率低的缺点，使得铸造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。