改性水玻璃砂型(芯)温度场的计算机模拟和出砂性研究

根据Laplace导热方程,建立了各节点的数值方程以及求解条件,使用计算机编程对圆筒彤铸件及其砂芯、铸型进行从浇注、凝固到冷却的全过程模拟计算,为检验计算机模拟型、芯温度场的准确性,实测了圆筒彤铸件的砂芯、铸型和铸件的温度场,实测结果与计算机模拟结果基本相符。用上述计算程序模拟计算了壁厚分别为60、30、18、8mm的铸件砂芯温度场分布,模拟结果表明改性水玻璃砂有好的出砂性,浇注实验证实了计算机模拟分析结果。     

铸件三维温度的彩色图象模拟

从温度与彩色辉度的转换，三维网格单元体的表面温度值与彩色值间转换，铸件三维温度场的彩色图象模拟方面，说明了铸件三维温度场彩色图象模拟原理及方法。并以汽车后桥壳和柴油机曲轴为例，２５６色图形显示技术模拟了铸件任意角度和截面的三温度场。其模拟结果可用于预测铸件内部产生缩孔，缩松的危险区域。     

金属模热平衡计算机模拟

金属模具的热平衡是影响铸件质量的关键因素。分析了影响热平衡的因素,使用铸造凝固分析软件Castsoft/CAE对金属模热平衡进行了计算机模拟,发现从铸件温度场、铸件冷却曲线、铸件的缺陷分布和铸型温度场4个方面判断的金属型达到热平衡的次数一样。也就是说在工艺一定的前提下,金属型是否处于热平衡可以从铸件温度场、铸件冷却曲线、铸件的缺陷分布和铸型温度场中任何一种方法来判断。     

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.     

铸件三维温度场的彩色图象模拟

从温度与彩色辉度间的转换、三维网格单元体的表面温度值与彩色值间转换、铸件三维温度场的彩色图象模拟方面，说明铸件三维温度场彩色图象模拟原理及方法。并以汽车后桥壳和柴油机曲轴为例，用２５６色图形显示技术模拟了铸件任意角度和截面的三维温度场。其模拟结果可用于预测铸件内部产生缩孔、缩松的危险区域。     

三峡水轮机转轮上冠、下环和叶片的技术研究

通过对上冠、下环、叶片铸件的充型过程及温度场变化进行模拟,确定合理的工艺方案.根据三峡铸件的标准确定三种铸件的内控化学成分,采用合理的造型工艺、熔炼工艺、浇注工艺、热处理工艺及加工工艺,得到符合标准的铸件.     

铸型物性值的测定方法及计算机辅助校正

铸型物性值已成为铸造工艺计算机铺助设计急待解决的问题.作者通过浇注试验法,提出了一种铸型表观物性值的方法.为使测得的结果更适用于铸件凝固温度场计算机模拟,还利用铸件温度模拟软件,用插值计算法对测得的铸型物性值进行校正,使修正后的铸型物性值更趋于准确.     

挤压冒口铸造的温度场分析

分析了挤压冒口补缩铸造条件下铸型和铸件的温度场.通过分析得出铸件温度梯度在浇注过程中和开始加压时呈最大值,铸型温度场的分布受开始加压时间、压力大小等多种因素影响.     

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。     

宝钢宽厚板设备中操作侧机架铸造工艺的改进

通过多年校企合作生产实践,对大型铸钢件操作侧机架铸造工艺进行了探讨与研究.经过多次技术论证,并对铸造工艺进行计算机模拟仿真试验,以确保铸造工艺合理、可靠.最终采用大型外冷铁、配合冒口对铸件温度场进行控制.采用电弧炉、LF炉联合冶炼,以提供足够的优质钢水,确保铸件质量.此件最终经德国专家严格验收,铸件内、外质量优良,达到了大型铸钢件的设计要求.     

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…     

局部加压铝合金的凝固变化及其数值模拟

局部加压方法是压铸中用于消除铸件厚壁处缩孔缺陷的一种新工艺.该研究通过试验模型测量局部加压过程中金属型、铸件和加压杆的温度变化曲线,分析了传热与凝固现象.结果表明,局部加压使铸件的凝固时间大为缩短,加压杆前端的温度大幅上升,而金属型的温度则无明显变化.利用变网格技术,根据加压深度通过适时修改网格文件、初始条件和边界条件的方法,模拟了铝合金在局部加压过程中的凝固变化,并与试验结果进行了对比和讨论.     

运用均衡凝固理论解决英国铸件的缩孔问题

用实例给出运用均衡凝固理论,特别是薄、宽、短矩型冒口颈解决英国铸造厂球墨铸铁件的缩孔问题.表明均衡凝固理论作为工艺设计的理论和方法对生产高品质铸件有普遍意义.对计算机凝固模拟进行了讨论.计算机凝固模拟软件可以帮助设计人员改进工艺设计,提高铸件品质.但是认为购置和应用了计算机凝固模拟软件就能产生立竿见影的效果是对计算机凝固模拟软件的误解.在未来很长时期内,计算机凝固模拟作为一个有力的工具,仍然需要有实际铸造工艺设计经验的专家使用才能发挥其作用与潜力,才能达到预期效果.计算机凝固模拟软件与铸造工艺设计的专家系统软件和人工智能软件相结合将能够更好地解决铸造工艺设计问题.     

Modeling and simulation of 3D thermal stresses of large-sized castings in solidification processes

When heavy machines and large scaled receiver system of communication equipment are manufactured, it always needs to produce large- sized steel castings, aluminum castings and etc. Some defects of hot cracking by thermal stress often appear during solidification process as these castings are produced, which results in failure of castings.Therefore predicting the effects of technological parameters for production of castings on the thermal stress during solidification process becomes an important means. In this paper, the mathematical models have been established and numerical calculation of temperature fields by using finite difference method (FDM) and then thermal stress fields by using finite element method (FEM) during solidification process of castings have been carried out. The technological parameters of production have been optimized by the results of calculation and the defects of hot cracking have been eliminated. Modeling and simulation of 3D thermal stress during solidification processes of large-sized castings provided a scientific basis, which promoted further development of advanced manufacturing technique.     

砂型低压铸造铸件充型及凝固过程的研究

采用低压铸造法浇注了壁厚为10mm与25mm的ZL114A平板件,通过测定其温度场研究了低压铸造条件下铸件的充型与凝固特点。结果表明,对于25mm平板件,凝固过程中板内从升液管口至铸件远端形成了较大的温度梯度,能够实现典型的顺序凝固,压力通过升液管可始终作用于凝固补缩过程;对于10mm平板件,其凝固速度较快,铸件整体倾向于同时凝固,补缩主要通过浇注系统在局部位置进行。对于10mm与25mm平板件,40mm/s的充型速度均能实现平稳充型与顺序充填。     

ZTC4钛合金机匣构件离心铸造过程的数值模拟

采用数值模拟方法,研究ZTC4合金机匣离心铸造的充型和凝固过程,分析了离心转速、浇注温度和铸型预热温度对熔体充填过程流动场、凝固过程温度场和应力场的影响,并预测了缺陷的分布.结果表明,随离心转速提高,熔体充型速度无明显变化,但柯氏力作用更加明显,铸型中熔体流股变细;熔体过热度低于30℃时,铸件出现明显的浇不足缺陷;铸型预热温度是影响铸件残余应力的主要因素,而离心转速和熔体过热度的影响次之;铸件最后凝固的较厚部位容易出现缩松、缩孔缺陷,且其位置与X射线检测结果较吻合.     

铸件计算机凝固模拟的现状、发展与前景

计算机凝固模拟已经取得令人注目的成就，可以协助设计人员改进工艺设计，提高铸件质量。但是凝固模拟软件需要在铸件凝固的物理模型，计算机数值计算，铸件的三维成形，初始条件和边界条件确定，热物性数据的测量，铸件缺陷的预测及显示等多方面进行改进以更大程度上满足铸造生产的实际需要。在未来很长时期内，凝固模拟作为一个有力的工具，仍然需要有实际铸造工艺设计经验的专家使用才能发挥其作用与潜力。另一方面，铸造生产厂家必须严格生产过程控制，正确使用凝固模拟软件，加强对技术人员的培训和不断积累使用凝固模拟软件的经验，这是生产高质量铸件的需要，也是成功应用凝固模拟软件的重要条件。     

铸件充型凝固过程数值模拟前后处理技术研究

本文介绍了在铸件充型凝固过程数值模拟前后处理中可能遇到的问题及其解决办法.采用Visual C 6.0编程语言开发出了基于STL文件的前后处理软件.完成了对三维实体的快速、准确的有限差分网格剖分,并利用OpenGL技术实现了对STL实体和剖分后的网格实体的正确显示和变换,以及充型凝固过程中温度场和速度场的动态显示.实际应用验证了该技术的实用性和有效性.     

Benchmark testing the flow and solidification modeling of AI castings

Although the heat flow aspects of the simulation of castings now appears to be tolerably well advanced, a recent exercise has revealed that computed predictions can, in fact, be widely different from experimentally observed values. The modeling of flow, where turbulence is properly taken into account, appears to be good in its macroscopic ability. However, better resolution and the possible general incorporation of surface tension will be required to simulate the damaging effect of air entrainment common in most metal castings. It is envisaged that the results of this excercise will constitute a useful benchmark test for computer models of flow and solidification for the foreseeable future.     

铸造模拟在大型复杂铸铁件上的实用研究

使用计算机进行铸造模拟有助于复杂铸铁件的铸造工艺设计,流动和凝固解析的结果可以作为日常确定方案时的重要参考.利用凝固解析功能确立了独特的使用方法,可以预测和优化大型铸铁件的打箱时机,预测铸件热处理时的铸件温度分布,以及采用简易模型进行铸件内部应力的估算.这些方法对铸铁件生产是行之有效的.