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.     

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。     

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。     

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。     

铝合金铸件凝固过程的有限元数值模拟研究

铸件凝固过程数值模拟是计算机在铸造中应用的重要内容之一,为优化铸造工艺设计,提高和确保铸件质量,降低生产成本,提高劳动生产率提供了科学的手段.本文应用有限元法,对铝合金铸件凝固数值模拟进行了初步的研究.本文的铝合金铸件凝固过程数值模拟采用了热传导模型,利用伽辽金加权余量法建立有限元格式.凝固潜热的处理采用了假想热流法(ficitiousheatflowmethod).考虑了铸造中可能遇到的各种边界条件.为了提高研究起点,本程序的前后处理采用了美国SDRC公司的商品化软件I-DEAS中的相应模块.该软件能够建立复杂形体的有限元模型,并输出相关的数据文件.利用自行开发的前处理接口程序实现与主程序的连接.最后,应用本软件对两种条件下的铝合金金属型铸件的凝固过程进行了数值模拟,得到了铸件凝固过程中温度场分布,并用多种判据对该条件下铸件是否会出现缩松(孔)缺陷进行了预测.通过数值模拟结果与有关文献给出的铸件指定部位的冷却测试曲线的对比,验证了本程序的准确度.     

金属型铝合金活塞凝固过程的数值模拟

采用有限元数值模拟的方法对金属型铝合金活塞凝固过程的温度场分布进行了计算。前后处理采用商品化软件,用所开发的接口程序实现计算主程序与前后处理软件间数据传递与处理。为了验证计算结果的准确性,在铸件及铸模上各选一个参考点,对参考点温度值随时间的变化,进行了现场测定,并将计算结果与实测值做了对比,最后分析了误差产生的原因。     

ZL201铝合金副车架凝固过程的微观组织模拟

采用元胞自动化(CA)方法对ZL201铝合金副车架的凝固过程和显微组织进行了模拟,建立了温度场和组织模拟场（CAFE）。对于面、体网格的划分,根据ZL201铝合的固相线和液相线分别确定了六种不同的形核面。温度场的凝固过程模拟结果表明通过油冷可以很好地控制形核率和生长速率在最合适的范围内,形核率为1/276 s·cm3,生长速率为65.2μm/s。通过热力学相图的计算结果表明Al3Ti相的形成过程,它从周围的铝原子中吸收共价电子。随着钛含量的增加,Al3Ti的析出温度升高。此外,Al3Ti的含量也从0.144mol%提高到0.698mol%,晶粒细化的效果也随之越来越明显。通过对ZL201铝合金副车架的微观组织、对应的<100>取向极图和金相组织的模拟和实验对照,表明Ti含量的变化对ZL201铝合金副车架的微观组织的晶粒细化效果有显著影响。随着钛含量的增加,新相Al3Ti促进了晶粒细化和组成的均匀性。从模拟的<100>极图可知,Ti含量的增加有利于晶粒的择优取向,而且晶粒细化的方式是通过减缓晶粒之间的生长竞争性来实现的。模拟的结果与实验得到的金相组织基本一致。     

铸铝件凝固过程三维瞬态温度场的数值模拟

采用有限元数值算法，针对一具体铝合金砂型铸造工艺，充分考虑材料和边界条件等参数的非线性特征，使用等价比热容法处理结晶潜热，对凝固过程进行了三维瞬态温度场的数值模拟。通过铸造测温实验，得到了不同位置的测温曲线，且每个位置的测温曲线与相应的计算温度曲线基本吻合，从而证明数值模拟的精度和有效性；对于各测温点的计算温度与测量温度的偏差情况，从测温误差和有限元模型两方面进行分析，提出降低热电偶测温误差和提高数值模拟精度的具体措施。     

大型铸钢件凝固过程数值模拟

铸钢件凝固收缩大,铸造工艺复杂,进行凝固过程计算机模拟十分必要.本文基于有限差分法建立铸钢件凝固过程传热计算的数学模型,开发铸钢件凝固过程三维温度场数值模拟分析软件.利用该软件计算了大齿轮毛坯铸钢件凝固过程的温度场,结果与实际情况吻合较好.     

铸造铝合金圆锭温度场试验研究和数值模拟

通过试验设备测定了半连续铸造100mm铝合金圆锭温度场分布,以此为基础,通过反算法得到直接冷却半连续铸造铝合金水冷段换热系数与铸锭表面温度的关系。计算表明,随着铸锭表面温度的降低,传热系数逐渐增大;在温度由400℃降至130℃的过程中,传热系数急剧增大,温度在130℃左右时达到最大,其值约为23kW/(m2·K);当温度继续降低时,铸锭表面传热系数又迅速减小。用三维有限元方法对铸造过程的凝固规律进行了数值模拟,结果发现模拟值和试验值基本符合。     

大型铝合金薄壁件低压铸造工艺模拟

采用有限元模拟仿真软件结合正交实验方法,对铝合金汽车座椅骨架低压铸造工艺进行数值模拟,研究了低压铸造工艺参数对铸件缩松缩孔、充型及凝固规律的影响。模拟结果表明,当浇注温度为720℃、充型加压速率为920Pa／s及模具预热温度为380℃时为最佳工艺参数,铸件缩孔孔隙率最小,且成形质量最佳。     

大钢锭凝固过程的数值模拟研究

运用大型商业软件MARC的有限元分析法,对85 t S34MnV大型钢锭凝固过程的温度场分布进行了数值模拟计算分析,基于模拟结果进行了工业试验.模拟结果表明,钢锭的凝固趋势在轴向上由钢锭底部向钢锭顶部逐步推进,径向上由四周向中心慢慢延伸.通过对不同浇注温度下的钢锭凝固过程进行数值模拟,得出适当提高钢锭的浇注温度可以延长凝固时间,这有利于夹杂物的上浮.工业试验结果表明,提高钢锭模初始温度50℃后,冒口夹杂物总量与钢锭底部夹杂物总量的比值提高了约0.63％,验证了模拟结果.     

大型汽轮机缸体铸件凝固的数值模拟

通过对600MW汽轮机高压外缸铸件的凝固过程进行数值模拟和对该铸件自浇注起前48h的瞬态温度场的计算,分析了其工艺设计的特点与不足之处。同时对冷铁的作用范围及其局限性,以及小冷铁排布工艺的优点进行了探讨。 本文还对大型、复杂铸件数值模拟中常遇到的一些问题及其所要采取的方法等做了简明的阐述。     

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。     

K4169铸件凝固温度场及晶粒组织计算机模拟

研究了在PRO/E和ANSYS软件环境下对复杂铸造系统进行联合建模的方法,采用PRO/E构建K4169高温合金壳体铸件,导入ANSYS软件构建铸造系统并对其凝固过程中的温度场进行模拟,得到铸件各点温度随时间的变化规律及其温度场的分布特征。根据铸件中各特征点的冷却曲线,采用非连续形核模型获得晶粒组织特征值,基于元胞自动机的方法实现镍基高温合金铸件关键部位凝固组织演变过程的可视化仿真。模拟结果与实测晶粒组织符合较好。     

Cu-Ag合金热型连铸凝固过程数值模拟

采用交替显式直接差分法建立了Cu-Ag合金热型连铸凝固过程温度场模拟的差分数值方法,并研究了不同工艺参数对温度场分布的影响.模拟结果表明,连铸速度、型口温度和冷却强度对Cu-Ag合金凝固过程固-液两相区的位置和大小有影响.随连铸速度增大,液固界面位置从型内向型外移动.     

ZL201合金叶轮的铸造

分析叶轮铸件的结构特点和工艺特性，制定出切实可行的铸造工艺，从而获得合格的铸件。     

低压铸造铝合金薄壁件成型压力因素模拟

采用有限元模拟仿真软件对铝合金汽车座椅骨架低压铸造工艺进行数值模拟,研究了低压铸造加压工艺中的充型压力、充型加压速率及增压压力对铸件缩松缩孔的影响.模拟结果表明:充型压力和充型加压速率的提高,有助于提高薄壁件的充型能力;对于特定的薄壁件,存在一个临界增压速率,使得缩松缩孔率最小.另外,随着增压压力的提高,缩松缩孔率减小.