压铸型温度场有限元法数值模拟及其软件研究

采用有限元法模拟压铸型的温度场,在时间域内用有限差分法模拟非稳态温度场的变化.以此法模拟了压特型任一截面上、在不同冷却时间的温度场,并以图形显示.使用Pascal语言编制软件,基本运算由各个子程序来实现,各主要执行程序的调入顺序,由一个菜单来控制,从而形成一个可以在微机上运行的小系统.运行结果与红外热成象仪实测的温度场接近,其最大误差为7%.     

应用分数步长法进行压铸过程温度场数值模拟研究

以分数步长法差分计算理论为基础,开发出了能处理复杂边界条件（包括加热和冷却系统）、任意时间步长、非均匀网络、变物性参数的三维压铸过程温度场数值模拟算法,成功地解决了在压铸温度场数值拟计算过程中由于显示差分的稳定性、全隐式差分算法需要求解庞大的线性方程组等导致的计算速度慢和计算效率不高等问题,计算结果与实际测温结果基本吻合。它为在普通微机上以较短的时间完成具有复杂结果的压铸型—压铸件温度场数值模拟提供了一条切实可行的途径。     

压铸镁合金模具温度场分布的研究

用数值模拟的方法，计算、分析了镁合金件压铸过程模具温度场的分布特征，研究了浇注温度、模具预热温度工艺参数对模具温度场的影响和较优参数的选择，并通过试验测量验证了模拟结果的正确性。     

复杂镁合金压铸过程温度场数值模拟的算法改进

本文以某厂镁合金压铸件为例,采用分数步长法计算隐式差分格式来解决显式差分法的计算稳定性和隐式差分法的求解复杂性问题,并根据压铸过程的温度场变化特点和模具内温度分布特点,研究和提出了分阶段时间步长法和分区域空间步长和时间步长等提高温度场数值模拟计算效率、缩短计算时间的方法,并验证了改进模拟算法的可行性和有效性.     

大型变速箱壳体压铸模具的温度场数值分析

对某新型汽车的大型铝合金变速箱壳体的模具温度场进行数值模拟,分析了模具温度场的特点及主要影响因素.分析表明,浇注温度越高,模具温度变化幅度越大,模具温度梯度也越大,易产生较大热应力.较高的模具预热温度可以减少达到热平衡时所需循环次数,降低温度变化幅度.根据模拟分析结果,给出了较优的工艺参数选择来指导实际生产.     

汽车前防撞梁热成形冷却过程温度场数值模拟

采用ProCAST软件,对高强钢板热冲压成形工艺冷却(淬火)过程进行数值模拟分析,计算了连续多个冲压工作循环下模具和坯料的温度场。结果表明,模具在连续多个冲压工作循环中,温度呈周期性的快速上升和快速下降的变化趋势,当每一个冲压工作循环结束时,模具的温度都保持在50℃左右。坯料在淬火过程中,其温度呈快速降低趋势,冲压结束时坯料的出模温度分布在75℃²25℃上下,出模温度随冲压工作循环的进行而依次略有升高,并达到稳定。对模具和坯料进行试验测试,其温度值与数值模拟值吻合较好,说明该计算模型和方法对成形工艺设计有较好的预测评价作用。     

基架压铸充型凝固过程数值模拟与工艺优化

采用Pro CAST软件对铝合金基架进行了压铸充型凝固过程数值模拟。根据模拟结果设计了浇注系统和排溢系统,确定了内浇道左右面积分别为71 mm2和39 mm2。优化出压铸工艺参数:浇注温度630℃,模具预热温度200℃,压射速度2 m/s,保压压力90 MPa。设计并制造出基架压铸模具,将优化出的压铸工艺参数应用到实验中,对生产出的基架压铸件进行了金相检验,产品完全满足使用要求。     

中空侧壁保温定向凝固过程温度场数值模拟

为了优化宽厚板钢锭的生产工艺,以铸造模拟软件ProCAST为平台进行不同中空间距侧壁保温下钢锭温度场数值模拟,研究中空间距对45 t大型钢锭定向凝固过程的影响。模拟结果表明,中空侧壁对钢锭定向凝固具有明显的保温作用,抑制了侧壁传热;当中空厚度为4 mm时保温效果最好,延长了全凝时间,从而提高了宽厚板钢锭的质量。     

基于ProCAST梯度绝热耐火材料温度场数值模拟的研究

设计了一种梯度绝热耐火材料,并借助有限元软件ProCAST对它的温度场进行了数值模拟。结果表明,当第三层厚度增加到12 mm时保温效果最好,继续增加厚度提升效果不明显。最后对在铸件中应用梯度绝热耐火材料进行数值模拟,模拟结果与普通工艺结果相比具有良好的保温效果。     

压铸过程数值模拟技术研究进展

压铸作为一种有色金属近净成形制备工艺,具有生产效率高、产品尺寸精确、表面质量好等特点,被广泛应用于汽车、电子及通讯等领域。然而,由于合金熔体高速高压充填型腔,压铸充型及凝固过程极其复杂。综述了国内外压铸过程数值模拟技术的研究进展,阐述了当前压铸充型及卷气缺陷预测采用的模型与求解算法,按照在压室及压铸型腔两个阶段分析了熔体温度场模拟仿真的影响因素,重点论述了界面传热系数对压铸熔体温度场模拟仿真的影响,对比了不同的缩孔缩松缺陷预测判据,分析了压铸模具热平衡及寿命预测模型与方法。针对大型结构件一体化压铸带来的模拟仿真时网格数量及计算规模庞大问题,阐述了网格划分的方法,并总结了仿真效率提升方法。最后指出了当前压铸过程数值模拟研究存在的不足及发展方向。     

基于ProCAST球铁支架铸造过程数值模拟

采用ProCAST软件对有多条筋的球铁支架铸件的充型和凝固过程进行模拟分析,预测了缩孔、缩松等铸造缺陷出现的位置,与实际样品缺陷位置基本一致。根据模拟分析的结果采取在铸件两个侧筋上加压边冒口、减少表面筋的数量、调整浇注系统等措施修改工艺。经实际样品的验证,得到了质量满意的铸件。     

ProCAST在铸造工艺优化中的应用

介绍了应用ProCAST软件在实际铸造工艺优化设计中的一些实例，应用表明该软件能准确地预测铸件的多种铸造缺陷．有利于铸造工艺的优化和铸件质量的提高。     

铝合金压铸模具温度场模拟与节点热应力分析

利用ProCAST软件对铝合金压铸模具进行温度场和流场的耦合模拟,动态展示了模具的充型过程和模具稳定工作时的温度场变化。利用温度场模拟结果,提取出模具型腔表面重要节点的温度场变化曲线,对节点温度进行分析并计算节点热应力,判断模具所受的热冲击。该模具型腔比较复杂,棱边处温度场变化很大,成型圆孔边缘上的节点温度变化尤为剧烈。节点上温差为200℃时,所受热应力可以达到600MPa以上,长期循环生产易使型腔表面出现热裂纹。     

Al-4％Cu合金凝固充型过程动态模拟及温度场分析

采用ProCAST软件对Al-4%Cu合金的充型和凝固过程进行了动态模拟及温度场分析,得到了充型过程的速度矢量分布图、初始温度场和不同时刻的温度场分布图,动态模拟出了充型的全过程.模拟结果形象地反映出铸造过程中的充型情况和温度场的变化过程.     

ANSYS压铸模温度场及应力场数值模拟

采用有限元软件ANSYS对压铸模在初期压铸过程中模具型芯温度场及应力场的分布情况进行数值模拟,得到压铸模型芯温度场与热流分布图和最大应力分布图。并利用ANSYS软件分析了冷却水管的作用以及预热对模具温度梯度的影响。     

基于ProCAST的铸钢件壳体铸造工艺研究

采用ProCAST软件对铸钢件壳体的工艺方案进行模拟优化,分析金属液的温度场和流场,预测铸造过程中产生缩孔缩松缺陷的位置.针对原浇冒口系统无法实现充分补缩的缺点,提出了增加副浇口和加高冒口的改进工艺,解决了壳体泄露问题,获得了理想的铸件.     

基于ProCAST的履带板消失模铸造凝固过程数值模拟

运用ProCAST软件对ZG30SiMnMoV钢履带板铸造凝固过程进行了模拟,分析了铸件的缺陷受浇注温度的影响情况和铸件的有效应力受浇注速度、浇注温度的影响情况,并进行了试验验证。结果表明,当浇注温度为1610℃时,履带板内部的缩孔、缩松缺陷明显减少;铸件的有效应力受到浇注速度的影响不大,适当地降低浇注温度可显著降低铸件的有效应力,可以得到品质良好的铸件。     

基于ProCAST的挤压铸造重载车轮铸件成形过程数值模拟

为了模拟A356挤压铸造重载车轮铸造工艺是否合理,使用铸件成形过程数值模拟软件Pro CAST进行了分析。分析了A356挤压铸造重载车轮铸件充型过程、凝固过程以及温度场在各时间段的状态,确定了铸件的工艺方法和可能出现的缺陷部位。通过模拟分析,确定了铸造工艺方案,为实际生产提供了理论指导。     

基于ProCAST的犁铧真空实型铸造分析

在Pro/E三维建模基础上,使用商用ProCAST分析软件,对犁铧铸件进行了数值模拟.通过模拟,观察铸件充型凝固过程的流场、温度场、应力场,并预测出铸造缺陷,从而预测了设计方案的合理性,并将模拟结果与实际工艺试制结果进行比较,显示ProCAST模拟结果与实际浇注结果吻合较好,说明利用模拟制定的工艺方案可行,并且能够有效地指导实际生产.     

基于ProCAST涡壳体铸件精铸过程数值模拟研究

氧泵壳体为涡壳体铸件,形状复杂,壁厚差较大,铸造凝固过程中易出现疏松缩孔等缺陷,铸造难度较大。为了缩短试制周期,节约生产成本,优化工艺方案,采用Pro CAST软件对该铸件的充型、凝固过程进行了模拟分析,并对疏松缩孔缺陷进行了预测,优化了浇注工艺参数。结果表明,铸件充型平稳,实现了顺序凝固,疏松缺陷较少。确定了浇注温度1 450℃、型温850℃的浇注工艺,并通过试验证明了模拟计算的正确性,浇注出的铸件冶金质量满足技术条件要求。