铸造过程数值模拟关键技术研究及软件开发

对铸造过程数值模拟关键技术进行了研究并进行SIMU-CAST铸造凝固过程模拟软件开发,软件能基于有限单元法进行凝固过程温度场,缩孔、缩松等铸造缺陷的数值模拟。模拟过程充分考虑材料和边界条件等参数的非线性特征,并考虑结晶潜热的处理。最后对所开发软件计算的铸件凝固过程情况和ProCAST软件计算结果进行对比,并结合试验结果进行分析,发现软件计算结果准确性及计算精度较高,铸件缩孔、缩松预测结果基本准确,能满足工程实际应用要求。     

温度场模拟及缩孔缩松预测算法研究与实现

对铸造凝固过程温度场模拟及缩孔、缩松缺陷预测算法进行了研究,并应用于SIMU-CAST铸造凝固过程模拟软件研发。软件能基于有限单元法进行凝固过程温度场、缩孔、缩松等铸造缺陷的数值模拟。模拟过程充分考虑材料和边界条件等参数的非线性特征,并考虑结晶潜热的处理。同时对铸件缩孔、缩松预测结果和ProCAST软件计算结果进行对比,验证了所开发软件的准确性。     

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。     

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。     

基于FEPG平台的铸造凝固过程数值模拟软件研发

基于FEPG开发平台的元件化程序设计方法和代码生成技术,采用并行有限元自动生成系统PFEPG进行铸造过程数值模拟有限元程序的开发。开发了模拟铸件凝固过程中温度场变化、固相率场和铸件缺陷预测的铸造过程有限元数值仿真软件。与同类分析软件ProCAST的计算结果及试验测量结果进行对比,结果显示,所开发软件计算结果准确性及计算精度较高,铸件缩孔缩松预测结果基本准确,分析计算结果能满足工程实际应用。     

海豚直升机镁合金主机匣铸件充型过程的数值模拟

利用MAGMA软件分别对海豚型直升机主机匣铸件的低压铸造和重力铸造的充型及凝固过程进行数值计算,并对低压铸造方案的数值模拟结果进行试验验证。结果表明,应用低压铸造有利于减少主机匣铸件的氧化夹渣、缩孔及缩松等缺陷。     

气缸盖铸件凝固过程数值模拟及缩松缩孔预测

分析了铸件凝固过程结晶潜热释放和缩孔缩松形成条件,应用有限元法模拟了低压铸造铝合金气缸盖铸件的凝固过程,得到了在不同凝固阶段铸件的温度场,预测了铸件的缩松缩孔。在此基础上,对气缸盖铸件凝固过程进行了评价,数值模拟结果可为气缸盖铸造工艺参数设计提供参考。     

铸造CAE技术在精密铸造生产中的应用研究

针对企业生产中某精铸产品普遍存在的缺陷,采用铸造CAE有限元分析软件Procast对原铸造工艺进行了数值分析,模拟结果显示铸件内部有两处容易产生缩孔、缩松,其位置及大小与实际生产吻合较好。通过对铸件凝固过程的分析,找出了产生缺陷的原因,对原工艺进行了优化,再次进行分析计算,结果显示铸件的凝固顺序得到了改善,内部的缩孔、缩松被消除。新工艺方案的试验结果与模拟结果吻合较好。     

机床滑枕铸造工艺数值模拟与优化

针对机床滑枕体积大、结构复杂,铸造加工中膨胀难以控制,易出现缩松、缩孔缺陷的问题,在对原滑枕铸造工艺及实际生产中出现缺陷分析的基础上,使用Pro CAST模拟软件对铸件凝固过程进行数值模拟。根据模拟结果对铸造工艺从浇注系统、冒口设计、冷铁布置等方面进行优化。最终克服铸件缩松、缩孔缺陷的出现,得到滑枕铸件铸造工艺的最佳方案。     

基于AnyCasting大型薄壁鞍座铸造工艺优化

针对大型薄壁铸件鞍座铸造过程中易产生缩松、缩孔缺陷等问题,基于AnyCasting模拟软件对鞍座的充型和凝固过程进行了模拟。根据模拟结果分析缩松、缩孔缺陷的位置分布,发现铸件内部有缩松、缩孔现象产生,并通过实际浇注试验对比缺陷位置以验证模拟结果的可信性。采用在热节位置添加内冷铁的改进方案,结果表明,原缺陷产生位置在凝固过程中优先凝固,消除了缩松、缩孔缺陷,为类似薄壁铸件实际生产提供相应指导。     

ZL101A铝合金支架的铸造工艺优化

铝合金发动机支架铸件结构复杂、壁厚不均,容易产生缩松缩孔。使用华铸CAE软件对铝合金发动机支架铸件进行了充型凝固过程模拟,预测了缩松、缩孔缺陷。在此基础上对工艺方案进行了改进和模拟,获得了合理的铸造工艺。结果表明,使用华铸CAE软件能很好地模拟铝合金铸件的充型凝固过程,预测铸件的缩松缩孔缺陷,用于指导铸造工艺的设计及优化。     

铸铁耐磨片壳型铸造工艺设计及优化

通过对耐磨片的形状、结构以及使用环境的分析,设计了耐磨片的化学成分和壳型铸造工艺方案,并用View Cast软件对铸件的凝固过程进行了数值模拟。结果显示,在浇注系统的顶层出现缩孔、缩松缺陷。根据数值模拟结果结合理论分析,对铸造工艺方案进行了改进。通过增大直浇道直径和高度来对铸件进行补缩和实现铸件的顺序凝固。模拟结果表明,优化后的工艺能有效地消除缩松、缩孔缺陷。     

基于华铸CAE的核主泵支承座铸造缺陷分析及工艺改进

压水堆核电站主泵支承座在砂型铸造的过程中出现了缩松、缩孔等缺陷,为了解决该问题,采用华铸CAE软件纯凝固计算模块对铸件铸造工艺进行模拟,并预测了铸件产生缩松、缩孔的位置。基于铸件缺陷的分析进行了铸造工艺的优化。结果表明,优化工艺后生产的支承座有效地防止了缩松、缩孔等缺陷,效果显著。     

镁合金隔板铸件低压铸造工艺数值模拟

采用铸造模拟软件EasyCast和NovaCast对镁合金隔板铸件低压铸造工艺过程进行数值模拟,发现隔板铸件凝固过程未遵循顺序凝固原则并有缩孔产生,通过添加冷铁进行工艺改进。模拟结果发现,改进前后,两款软件预测的凝固温度场基本一致,缩孔尺寸略有差异,但缩孔位置大致相同,表明模拟结果可信。结果表明,铸件厚壁部分容易产生缩孔、缩松缺陷,通过冷铁的设置,能够有效加强补缩效果,改善缩孔缺陷。     

基于ProCAST风力发电机轴承座铸造工艺模拟及优化

以风力发电机轴承座为研究对象,对风力发电机轴承座铸件进行铸造工艺设计,应用有限元软件ProCAST对轴承座的铸造过程进行模拟,反映了铸件充型和凝固过程的实际情况,预测了铸件缩孔、缩松缺陷产生的部位。根据模拟结果,分析缺陷产生原因,对铸件的铸造工艺方案进行优化。结果表明,优化方案有效地减少了缩孔、缩松缺陷,降低了废品率和生产成本。     

基于ProCAST的124D型主泵泵壳铸造工艺设计及优化

以"华龙一号"124D型主泵泵壳为研究对象,对铸件材质和结构特点进行分析并设计砂型铸造工艺方案,运用UG软件绘制泵壳铸件三维模型,结合铸造模拟仿真软件Pro CAST对铸件充型以及凝固过程进行数值模拟,对缩孔缩松缺陷分析后对铸造工艺进行优化,最终获得了铸件内部无宏观缩孔缩松缺陷,质量符合要求的铸造工艺方案。     

铝合金低压铸造过程的模拟

以汽车轮毂为例,运用Anycasting铸造模拟软件开展低压铸造数值模拟研究。模拟结果显示,铸造模拟软件能有效模拟铸件充型和凝固产生的过程,并准确预测铝合金低压铸造充型和凝固过程中汽车轮辐和轮毂产生缺陷的位置。针对凝固过程中缩松缩孔缺陷,设计了汽车轮毂风冷系统,消除了轮毂的缩松缩孔现象,提高了铸造铝合金轮毂的质量。     

铝合金副车架的铸造缺陷与应力模拟分析

利用ADSTEFAN铸造模拟分析软件对副车架铸铝件铸造过程进行数值模拟,并对铸造缺陷和应力进行分析。结果发现:铸件内部存在较为严重的缩松缩孔,但铸件表面残余应力较小。采用X射线无损探伤和应力测定仪对实际铸件进行测定,验证了模拟结果中缩松缩孔的大小、位置以及残余应力值。说明了数值模拟方法的可行性,不仅为实际生产降低了成本,提高了效率,且为今后更深入的研究数值模拟在实际生产中的应用打下了基础。     

头部链轮体的铸造工艺设计与计算机模拟

应用ViewCast软件对头部链轮体铸件进行充型及凝固过程模拟,预测到在铸件的轮缘和轮毂处易产生缩孔,缩松等铸造缺陷.通过对铸件结构分析.采取放置冒口和冷铁的工艺措施,消除了缩孔、缩松等缺陷.     

球铁轮毂的凝固数值模拟及铸造工艺优化

采用华铸CAE软件,对客车的球墨铸铁轮毂铸件的凝固过程进行了数值模拟,根据对铸造工艺方案的凝固模拟和实验结果分析,获得了1种合适的铸造工艺用于轮毂铸件生产,有效地消除了轮毂生产过程的缩孔、缩松缺陷。