铸件凝固过程温度场的数值模拟

本文在讨论不稳定热交换过程机理的基础上，给出了热传导微分方程及其有限元解，从而建立了铸件凝固过程温度场的数学模型，并对相关问题进行讨论。最后通过缩孔和缩松缺陷的预测对数值模拟的结果进行了例证。     

L形镁合金铸件凝固过程温度场的有限元模拟

以"L"形镁合金铸件砂型铸造为例,对其凝固过程进行了合理的假设和简化,利用ANSYS平台,对其凝固过程温度场宏观变化进行了有限元计算,获得了砂型与铸件在凝固过程中的温度分布规律.在凝固过程中,铸件温度一直呈下降趋势,砂型温度的变化趋势是先升高后降低.计算结果表明,三维温度场的数值模拟能够反映铸件冷却过程温度场的动态变化,为提高铸件质量、确定凝固时间和优化工艺参数提供了参考.     

ZL201铝合金铸件凝固过程温度场的有限元模拟

以矩形ZL201铝合金铸件压力铸造为例,对凝固过程进行了合理的假设和简化,利用有限元方法,对铸造凝固过程温度场宏观变化进行了模拟计算,获得了铸型与铸件在凝固过程中的温度分布规律。在凝固过程中,铸件温度一直呈下降趋势,铸型温度的变化趋势是先升高后降低。计算结果表明,三维温度场的数值模拟能够反映铸件冷却过程温度场的动态变化,为提高铸件质量、确定凝固时间和优化工艺参数提供了参考。     

内燃机铸件凝固过程温度场数值模拟

介绍了采用凝固数值模拟技术对柴油发动机缸体铸件进行的凝固过程温度场数值模拟.结果表明,数值模拟计算结果与实际生产情况基本一致.对于企业如何利用计算机凝固模拟技术来改进和优化铸造工艺,提高铸件产品质量,缩短新产品试制周期,降低生产成本,提高企业经济效益,具有一定的现实意义和理论指导意义.     

大型铸件凝固过程的温度场数值模拟

以有限元软件ANSYS为计算平台,建立了某机床电机座大型铸件的三维有限元模型.通过对机床铸件铸造凝固过程进行三维瞬态温度场数值模拟,得出了铸造凝固过程中温度场的变化规律.模拟结果与实际情况吻合很好.     

Al-4%Cu合金铸件凝固过程温度场的数值模拟

利用ANSYS软件对Al-4%Cu合金铸件凝固过程中的温度场进行了模拟,得到了铸件各点温度随时间变化的规律。模拟结果形象地反映了铸造过程中铸造系统温度的变化过程。进行了温度场的实际测试,结果表明:通过建立合理的模型和设置合理的边界条件,ANSYS模拟结果与实测结果符合较好。     

淬火过程温度场的三维有限元模拟

建立了淬火过程三维温度场的非线性瞬态数学模型,考虑了材料非线性、边界条件非线性以及相变潜热等多种因素的影响,并用C 语言编写了相应的有限元模拟软件.选择了一个有解析解的算例,用其结果以及ANSYS模拟结果与本文中有限元模拟程序求得的结果进行了比较,发现三者计算结果吻合较好,从而验证了本文所开发的温度场有限元模拟程序的可行性.     

锻造用钢锭凝固过程温度场数值模拟

采用三维瞬态传热有限元方法,对13 t锻造钢锭和钢锭模在凝固过程中的温度场分布进行了数值计算及分析,探讨了钢锭内部凝固速度变化和钢锭模在凝固过程中的温度分布规律。分析结果表明,钢锭本体距离底部60%-70%的部位纵向凝固速度受横向凝固速度的影响而大大加速;凝固开始阶段,钢锭模内壁温升速度远大于模外壁,随后外壁温升速度迅速增大,随着钢锭凝固的进行,壁内外温差逐渐减小。本模拟可为优化钢锭模设计、提高钢锭质量提供依据。     

基于ANSYS的铝合金铸件凝固过程温度场的数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS对铝合金铸件凝固过程中的温度场进行了数值模拟,得到了合金铸件各点温度随时间变化的规律。并进行了温度场的实际测量,与模拟结果符合较好。结果表明：通过建立合理的模型和设置合理的边界条件,ANSYS可精确完成温度场的数值模拟。     

球铁磨球凝固过程温度场的数值模拟

针对120mm球墨铸铁磨球的金属型铸造工艺,采用有限差分的方法,利用自主开发的模拟软件对磨球的凝固过程进行了温度场的数值模拟,预测了铸件在铸造中可能产生的缺陷位置,并对磨球内部产生缩孔的原因进行了分析。通过增加砂套,缩短内浇道,减小直浇道尺寸等对浇注系统进行了修改和优化,并对优化后的浇注系统进行了温度场的数值模拟。结果表明,优化后的浇注系统实现了顺序凝固,缩孔缺陷从磨球内部转移到了直浇道内,模拟结果与实际浇注结果相符合。     

ZL102凝固过程瞬态温度场的模拟与验证

在Fourier导热微分方程基础上,充分考虑材料和边界条件等参数的非线性特征,采用等价比热容法处理结晶潜热,利用有限元法求解砂型铸造凝固过程的瞬态温度场。并对砂型铸造工艺进行测温实验,分别得到铸件、型芯和砂型内的测温曲线,测量温度与相应的计算温度基本吻合。针对计算温度与测量温度的偏差情况,从测温误差和计算模型两方面进行分析,提出了降低热电偶测温误差和提高模拟精度的具体措施。     

ZL112Y半固态连续触变成形料坯的温度场数值模拟

根据半固态连续触变成形的原理,自行设计了一套水平式二次重熔连续感应加热装置。采用商业软件ANSYS对该装置的3台感应加热设备不同加热功率匹配下料坯的温度场进行了计算机模拟,可得到与ZL112Y铝合金所需半固态触变温度为570-572℃相吻合的结果。而且通过模拟,获得了坯料连续式二次重熔时合理的加热参数,即大、中、小3种加热功率设备的电流分别为1350、800、600A,依次加热3min,得到的坯料温度接近于理想的半固态温度。     

Ti-1023合金热变形温度场模拟

以Ti-1023合金热镦粗变形工艺为对象,建立了锻造成形过程中的三维刚塑性有限元模型,在对温度场复杂边界条件做合理简化的基础上,通过合理设计单元类型,运用有限元软件分析了Ti-1023合金在锻造过程中的温度分布情况,得到了反映温度场变化的分布图.其结果对制定Ti-1023合金合理的模锻成形工艺,获得组织和性能良好的产品具有重要意义.     

板坯连铸结晶器铜板温度场有限元仿真研究

采用MSC.Marc 2005r2有限元分析软件,基于某钢厂板坯连铸结晶器铜板冷却参数的优化改造,对优化前后的宽面铜板温度场进行了二维数值仿真研究,并结合仿真计算结果,讨论了铜板冷却参数对其温度场的影响效果,为结晶器铜板冷却参数（包括水槽几何结构和冷却水量）的优化设计提供了有力的分析工具。     

不同温度下AZ31镁合金等通道转角挤压工艺模拟分析

采用Deform-3D有限元软件,在挤压温度为250~400℃条件下,对AZ31镁合金等径角挤压工艺进行了数值模拟,主要分析塑形成型过程中的挤压载荷、等效应力和等效应变的变化规律。结果表明,AZ31镁合金塑形成型过程中挤压载荷分为3个阶段:无明显变形阶段、快速增长阶段和稳定变形阶段。挤压载荷随着挤压温度的增加显著下降,试样的等效应力分布不均,模具转角处等效应力较大,存在应力集中现象,等效应变逐渐增加,在转角剪切区最大。试样经过ECAP变形后,心部等效应变大,从内向外应变呈减小的趋势,试样上部等效应变较大,下部等效应变相对较小,组织均匀性较好。     

脸盆模具设计与温度场的有限元分析

塑料注射成型是热塑性塑料最常见的成型方法之一,注射模分别从浇注系统、脱模结构、成型零件、排气系统、温控调节系统等方面介绍了盆类塑料件的模具设计方法和要点;脸盆在生产过程中,温度很重要,模具型腔中的高温液体聚丙烯冷却凝固后才能开模,这就要求聚丙烯注射后设置的冷却时间要合理.对脸盆模具进行了温度场分析,在有限元分析软件中进行建模,充分考虑钢板和聚丙烯PP材料的导热系数、比热容等,对整个模型进行了瞬态温度场的有限元模拟,得出了温度场分布云图,由所得的注射脸盆的温度场分布云图确定高温聚丙烯冷却时间的设置是否合理.     

锡合金连续铸挤凝固过程的有限元研究

研究了锡合金体系冷却方式等对锡合金凝固过程的温度场、充填性和缩松的影响。利用ProCAST有限元软件模拟了焊锡条连续铸挤过程中的凝固特性。分析了锡合金凝固过程的温度场、充填性和缩松的变化情况。结果表明,冷却方式对冷却速率与缩松分布的影响为:空冷+水冷(0℃)>空冷+水冷(25℃)>空冷。