压铸镁合金罩盖充型过程的数值模拟

针对大型薄壁镁合金压铸件充型困难、容易产生冷隔和气孔等工艺缺陷,以手动变速箱罩盖压铸生产为对象,利用MAGMA数值模拟软件进行速度场、温度场模拟,结果表明,采用三浇口浇注系统充型平稳,温度场分布均匀,具有较少的气体夹杂和冷隔倾向,与实际生产结果具有很好的一致性.     

铝合金轮圈压铸充型凝固过程模拟分析

针对铝合金的压铸工艺特点和充型凝固过程的不透明性,采用华铸CAE软件对铸件进行模流分析,预测铝合金轮圈压铸缺陷位置,优化模具结构设计.模拟结果显示,采用双流道充型平稳,温度场分布均匀,具有较少的气体夹杂和冷隔等倾向,压铸件整体质量较高.     

大型轧钢机架铸造过程数值模拟分析

利用procast软件对大型轧钢机机架铸件的充型、凝固过程中流场和温度场进行了模拟分析,能够较好地预测铸造过程中产生的浇不足、冷隔、夹渣、缩孔缩松等缺陷,为合理优化设计浇注系统,制定最佳工艺方案提供依据。借助procast软件模拟仿真,能够缩短产品试制周期约三个月,降低生产成本约20%,同时能够提高铸件材料利用率,确保铸件质量。仿真结果能够较好地反映实际生产情况。     

铝板坯半连续铸造充型过程三维流场与温度场耦合数值模拟

利用CFD商用软件Flow-3d对铝板珏半连续铸造充型过程中流场与温度场耦合作用下的凝固过程进行了数值模拟。分析了铝板坯半连续铸造充型过程中流场和温度场对凝固的影响，得到了流场、温度场的分布图和充型过程中自由表面的位置和形状图。表明合适的浇注速度可形成理想的充型模式和温度分布，避免某些铸造缺陷。     

压力铸造充型过程流动与传热数值模拟的研究

为了解压力铸造的充型特点 ,基于有限差分法建立了液态金属充填型腔过程的流动及耦合传热计算的数学模型 ,使用 SOL A - VOF数值模拟技术开发了压铸充型过程流动与传热的数值模拟分析软件。分别用层流假设和 K- ε紊流模型对“弓”形型腔的充型过程的流场进行了模拟计算 ,并与压铸水模拟实验的高速摄像进行比较 ,结果表明 ,采用紊流模型能更精确地模拟压铸充型过程。最后使用所开发的模拟分析软件 ,对具有三维复杂形状的实际压铸件的充型过程的流场、温度场进行了模拟 ,并分析了充型过程中模具在型腔表面的温度变化规律 ,提出“瞬态层”的概念 ,大大缩小了计算区域 ,提高了计算效率     

A356铝合金半固态成形的数值模拟

利用ANSYS有限元模拟软件,通过对温度场与速度场的耦合数值模拟,分析了触变成形过程中充型温度对A356合金半固态浆料流动及温度分布的影响.模拟结果表明:当充型温度为590℃,压射速度为5 m/s时,半固态浆料充型平稳,没有形成喷溅和卷气现象,温度分布没有明显的热节区域形成,半固态浆料成形效果最理想,有利于获得充型完整、轮廓清晰、内部组织致密的半固态成形件.通过实验对数值模拟所获得的工艺参数进行了验证.     

衬板铸件消失模充型过程的数值模拟

运用ProCast软件进行数值模拟,考察了衬板实型铸造的充型特点,得到了衬板铸件充型过程速度和温度场的变化情况,并对衬板铸件进行了缺陷的预测与分析。确保了铸件质量,缩短试制周期,降低生产成本。     

镁合金进气歧管倾转铸造的数值模拟

采用AnyCasting软件,分别模拟了在两种浇冒系统设计方案下金属型倾转铸造镁合金进气歧管的流场和温度场.对比分析了镁合金熔液从进气歧管的法兰面浇注和从稳压箱两侧浇注的流场和温度场,模拟结果显示前一种方案的流场和温度场都比后者的更合理,前一种方案的充型和凝固时间都比后者的短.     

铸造充型过程初始温度场的数值模拟及实验研究

对铸造充型过程进行数值模拟是铸造计算机辅助工艺设计的重要内容之一。对铸件充型过程的流场温度场变化及初始温度分布进行了数值模拟研究。在计算方法改进方面，以二维ＶＯＦ方法为基础，提出了一种简单实用的三维自由表面处理技术。用显式热焓法求解能量方程，显著缩短了计算时间。为验证这些计算方法，以灰铸铁试件为例，对其初始温度场进行了重复测试。模拟结果与实测结果吻合较好。     

消失模铸造充型过程的计算模型

根据消失模铸造充型过程的特点,提出了一种消失模铸造液态金属充型流场、温度场及界面推移的计算模型。用人工神经网络方法计算了充型过程中不同时刻液态金属模样界面的位置。结合界面位置及边界条件,通过求解N-S方程和能量方程计算了消失模铸造充型过程的流场及温度场。界面推移过程的实验表明,模拟计算结果在充型形态及充型时间方面与实际测试结果相符。     

薄板压铸件充型过程流场的数值模拟

压铸充型的流场数值模拟作为压铸模ＣＡＤ的一项重要内容，成为压铸行业科研的前沿课题。本课题以ＳＯＬＡ—ＶＯＦ方法求解不可压缩的粘性流体，开发了压铸二维流场的数值模拟程序。可以用它来模拟复杂薄板压铸件的充型过程。在边界条件处理时提出考虑边界能量损失的修正方法和自由表面压力边界条件简化处理方法。该程序可用来预测由于流动方式不合理产生的冷隔、裂纹、气孔等压铸件主要缺陷。适用于形状复杂的板状压铸件及某些三维薄壁压铸件。实际分析验证表明，运算结果与实测结果一致。     

铝合金半固态反挤压过程的数值模拟

材料在半固态下具有特殊性质,运用有限元数值模拟技术,研究材料在半固态成形过程中的应力场、应变场和温度场的分布规律,预测金属在成形过程中的充型行为、可能产生的缺陷和最佳工艺参数等信息,可为实际生产提供理论依据。对半固态2017铝合金的反挤压过程进行了数值模拟,研究了变形温度、凸模速度、凸模压下量、挤压比和摩擦因子等工艺参数对变形过程中应力、应变和温升的影响,并优化了变形工艺参数。     

铸造工艺的计算机辅助设计

阐述了铸造工艺计算机辅助设计的研究方法.使用PRO/E软件完成对铸件的实体造型,利用相应的铸造模拟软件MAGMAsoft对铸件充型状态、凝固过程的温度场、流场和应力场进行模拟.根据模拟结果,可判断出铸件可能产生的缺陷并对缺陷成因进行分析,评估了铸造工艺与铸件质量,提出了改进方案.     

热水器压力罐压盖的凝固模拟及结构工艺优化

采用ProCAST软件模拟计算了热水器压力罐压盖的充型和凝固过程,根据凝固温度场模拟和缺陷预测结果,改进了压盖结构和铸造工艺,使其结构工艺性更加合理,显著降低了缩孔和缩裂缺陷,提高了产品的质量和可靠性.     

模底砖结构对大钢锭充型过程卷渣的影响

通过建立19 t大钢锭充型过程的流动和传热模型，研究大钢锭充型初期的流场和温度场分布特征，针对一系列不同尺寸结构模底砖的钢锭模进行充型过程的数值模拟，研究模底砖结构对充型初期钢液面卷渣的影响。充型初期钢液面波动大，且凝固层推进快，易发生卷渣并被捕获至坯壳。当模底砖下口直径小于上口直径时，钢液进入钢锭模的流速主要取决于模底砖下口直径，并随着下口直径的增大而迅速减小。对于19 t钢锭，当模底砖下口直径大于90 mm后能在很大程度上减小充型初期的卷渣概率。     

注塑充模过程的数值模拟及计算机图形显示

利用控制容积数值计算方法对充模过程的充模阶段进行模拟,并利用计算机图形技术对模拟结果作了图形显示。在文中利用Sun-3/160工作站底层图形功能,显示了不同时刻模腔内的温度场和速度场,生动形象地再现了充模阶段的动过程。     

液态金属充型过程流动与传热数值模拟

根据有限差分法原理,对液态金属充型过程中同时发生的流动与传热过程,用在微小时间段内独立的流动与传热过程近似表示.结合温场数值模拟与流场数值模拟技术,开发铸件成形过程流动场与温度场耦合的数值模拟软件,并利用该软件对标准实验铸件充型过程进行耦合分析.研究结果表明:该方法不需要求解用能量平衡法建立的,考虑了流动对传热影响的复杂方程,有利于提高流动与传热耦合数值模拟的计算速度;自主开发的金属液态成形工艺分析系统的"耦合"计算功能是有效的,且计算精度较高.     

低压铸造充型过程的数值模拟技术

论述了低压铸造充型模拟的数学模型,由于低压铸造充填速度较慢、充型平稳,因此充型计算采用层流模型.采用SOLA-VOF算法对模型进行求解, 其中SOLA 法用于求解流体的速度场和压力场, VOF法用于处理自由表面.采用UG软件进行铸件三维造型,采用ProCAST软件进行网格划分,对叶轮的充型过程进行了模拟,并通过对叶轮的浇注试验,验证了低压铸造充型的数学模型及算法在保证模拟精度、提高计算效率上的有效性.     

基于MAGMASOFT的大型铝合金叶轮铸造工艺模拟

设计了一种大型铝合金叶轮铸件的砂型铸造工艺方案。应用铸造模拟软件MAGMASOFT,对铸件的充型过程、卷气缺陷分布及温度场分布状况进行模拟计算。通过分析认为铸件产生缺陷的主要原因是口环处冒口设计不合理,提出应在口环处冒口加设保温套增加冒口的补缩作用。模拟验证结果表明,优化工艺后铸件缩孔、缩松问题得到有效解决。     

成果鉴定

浇注系统水模拟研究 “两类新型的浇注系统”鉴定会在我院召开 浇注系统是铸件铸造工艺设计的核心环节,直接影响铸件质量、能源利用、环境污染和成本。在铸件充型过程中,浇注开始阶段的渣、砂、气泡及冷金属,常导致夹渣、夹砂、气孔、冷隔和裂纹等铸造缺陷及废品(占全部废品的30～60%)。 针对当前我国所采用的苏联式浇注系统的缺点,我院铸造过程物理模拟研究室开展了浇注系统的水模拟研究,研制出“两类新型的浇注系统”,在大连第二机床厂应用后,取得了预期的效果。 1982年11月27日至29日,在我院召开了鉴定会,来自全国22个单位,共40余名代表…