基于数值模拟的卡钳铸造工艺优化设计

分别对重力铸造和倾转铸造铝合金卡钳的充型过程及凝固过程进行数值模拟,并观察铸件指定测温点下凝固过程中的温度变化并给出铸件色温的变化曲线。结果发现,与重力铸造相比,倾转铸造充型过程更平稳、温度梯度小、气体容易排出且没有缩孔、缩松缺陷,采用1模3件的生产方式,经过模拟试验,发现铸件品质良好,且大大提高了铸件的工艺出品率。     

铸件充型凝固过程数值模拟研究

概述了铸件充型及凝固过程数值模拟研究的最新进展。采用并行计算技术，对压铸充型模拟过程数值计算方法进行了改进。提出了用动态膨胀收缩累积法来预测球墨铸铁缩孔缺陷，在球铁件上进行了缩孔形成的模拟和工艺改进。采用的有限差分与有限元相结合的方法模拟铸件应力场。实现了有限差分温度载荷到有限元模型的自动转换与传递，并采用有限元法计算出铸件应力场。     

钛合金离心铸造数值模拟技术及应用

铸造CAE在复杂钛合金铸件的离心铸造凝固过程模拟,预测了钛合金铸件铸造过程的可能缺陷。简要介绍了复杂钛合金离心铸造过程数值模拟技术,包括钛合金的充型凝固模拟、凝固过程温度场数值模拟及预测缩松缩孔等,并给出了华铸CAE软件对典型的复杂钛合金支板铸件进行模拟和模拟结果分析的应用案例。应用表明,该软件能够准确地预测钛合金铸件可能产生的气孔、缩松缩孔等缺陷等。     

汽轮机阀体铸造凝固过程数值模拟及缩孔、缩松的预测

在分析了铸件凝固过程结晶潜热释放和缩孔、缩松形成条件后,应用数值模拟软件模拟了砂芯铸造汽轮机阀体的凝固过程,得到阀体铸件凝固的温度梯度分布,并预测了铸件出现缩松、缩孔缺陷的部位。在此基础上,对铸件凝固过程进行了阐述。数值模拟结果可供阀体铸造工艺设计参考。     

烧结台车铸造工艺的数值模拟及优化

利用华铸CAE铸造模拟软件,对烧结台车的充型凝固过程进行了数值模拟。模拟结果显示在原工艺下铸件充型平稳,无卷气现象,但在凝固过程中,铸件厚大部位有热节产生,并最终形成缩孔、疏松缺陷。为了消除热节,在铸件的厚大部位增加了冷铁,并对增加冷铁后的新工艺进行了数值模拟。模拟结果表明铸件内的缩孔、疏松缺陷得到了有效的控制。将改进后的工艺应用到实际生产中,生产出的烧结台车无缩孔、疏松缺陷,内部组织致密,其质量满足了客户的要求。     

气缸盖铸件凝固过程数值模拟及缩松缩孔预测

分析了铸件凝固过程结晶潜热释放和缩孔缩松形成条件,应用有限元法模拟了低压铸造铝合金气缸盖铸件的凝固过程,得到了在不同凝固阶段铸件的温度场,预测了铸件的缩松缩孔。在此基础上,对气缸盖铸件凝固过程进行了评价,数值模拟结果可为气缸盖铸造工艺参数设计提供参考。     

CAE技术在盘体铸造工艺优化过程中的应用

以某厂的盘体铸件为研究对象,利用仿真软件ProCAST对其充型过程和凝固过程进行数值模拟,并预测缩孔和缩松的存在情况。根据数值模拟的结果对盘体铸件工艺方案进行相应的改进,显著降低了缩孔和缩松缺陷,并提高了产品质量。     

基于ProCAST对汽车附件支架压铸过程的数值模拟分析

使用Solidworks软件对活塞支架及整个浇注、溢流系统进行了三维实体建模。采用数值模拟软件ProCAST对其初始的压铸工艺参数进行了数值模拟,对充型及凝固过程进行了分析,发现铸件缩孔缺陷比较严重。然后对其铸件结构进行优化,最终获得满意的结果。     

基于数值模拟分析的铝合金缸盖罩压铸工艺优化

利用铸造模拟分析软件AnyCasting,对铝合金缸盖罩铸件进行了凝固过程数值模拟,预测其在铸造过程中可能产生缺陷的位置,分析了铸件预铸孔部位产生缩孔缺陷的原因,对压铸模具进行反复修改和优化。模拟计算了多种改进措施,通过在铸件最后凝固部位增设冷却水管及补缩通道等方法,达到减少或消除缩孔缺陷的目的。模拟结果表明：采用改进的工艺方案可明显改善缩孔缺陷,有利于提高铸件质量。     

镁合金隔板铸件低压铸造工艺数值模拟

采用铸造模拟软件EasyCast和NovaCast对镁合金隔板铸件低压铸造工艺过程进行数值模拟,发现隔板铸件凝固过程未遵循顺序凝固原则并有缩孔产生,通过添加冷铁进行工艺改进。模拟结果发现,改进前后,两款软件预测的凝固温度场基本一致,缩孔尺寸略有差异,但缩孔位置大致相同,表明模拟结果可信。结果表明,铸件厚壁部分容易产生缩孔、缩松缺陷,通过冷铁的设置,能够有效加强补缩效果,改善缩孔缺陷。     

大型塑料模具用钢锭凝固和内部缺陷的数值模拟研究

用数值模拟方法研究了45 t制造塑料模具用大型钢锭的凝固过程,预测内部偏析和缩孔、疏松的分布情况,与实际钢锭和锻件内部质量比较,证明了模拟结果的合理性,因而表明,可以采用数值模拟的方法优化大型铸造钢锭结构,改进钢锭内部质量,节约生产成本。     

低压铸造铝合金轮毂充型与凝固模拟

在低压铸造过程温度场及流场实验的基础上,开发了基于ＳＯＬＡＶＯＦ算法的充型与凝固过程数值模拟软件,对７２－４６轮毂铸件进行了模拟分析。结果表明,低压铸造充型过程中降温明显,准确的凝固模拟必须首先考虑充型。针对轮毂铸件的充型特点,开发了简化充型模拟软件。简化模拟得到的初始温度场与采用ＳＯＬＡＶＯＦ算法的模拟结果基本吻合,实现了为后续凝固模拟提供正确的初始温度场的设计目标。     

EXPERIMENTAL RESEARCH AND NUMERICAL SIMULATION OF MOLD TEMPERATURE FIELD IN CONTINUOUS CASTING OF STEEL

Mold is the heart of the continuous casting machine. Heat transfer and solidification in a water cooled mold are the most important factors during the continuous casting of steel. For studying the temperature distribution of a mold wall, a simulated apparatus of mold was designed and experiments were performed by it. The measured results indicated that the mold wall temperature approaches the temperature of cooling-water. An equivalent thermal-conductivity coefficient was proposed and deduced on the basis of the conclusion of the experiments. This coefficient was applied to solve the heat transfer between the melt and cooling water, and to characterize the heat transfer capacity of the mold. By this equivalent thermal-conductivity coefficient, it is very easy and convenient to numerically simulate the solidification process of continuous casting. And the calculation results are in agreement with the experiments. The effects of casting speed and water flow rate on the mold temperature field were also discussed.     

大平板类铝合金壳体铸件铸造工艺优化与设计

针对大平板类铝合金壳体铸件的外形尺寸大、结构复杂等特点，通过三维温度场数值模拟来揭示铸件的凝固过程。根据准固态力学行为和流变行为，进行应力场模拟，进而预测铸件在凝固过程中产生缩松、缩孔以及热裂和变形等倾向，合理地实现了铸件的铸造工艺优化设计。     

Numerical simulation of low pressure die-casting aluminum wheel

The FDM numerical simulation software, ViewCast system, was employed to simulate the low pressure die casting (LPDC) of an aluminum wheel. By analyzing the mold-filling and solidification stage of the LPDC process, the distribution of liquid fraction, temperature field and solidification pattern of castings were studied. The potential shrinkage defects were predicted to be formed at the rim/spoke junctions, which is in consistence with the X-ray detection result. The distribution pattern of the defects has also been studied. A solution towards reducing such defects has been presented. The cooling capacity of the mold was improved by installing water pipes both in the side mold and the top mold. Analysis on the shrinkage defects under forced cooling mode proved that adding the cooling system in the mold is an effective method for reduction of shrinkage defects.     

42CrMo模铸钢锭凝固场数值仿真与超声检测分析

采用大型商业软件ProCAST建立了钢锭凝固传热数值仿真,钢锭模在凝固过程中的温度场是空间和时间的变化量,属于三维不稳定态传热.为了验证钢锭凝固过程温度场变化对钢锭冶金缺陷的影响,本文采用24寸42CrMo钢种钢锭模进行数值仿真.采取钢锭浇注过热度、断面温度梯度、液相线和固相线的分析,模拟了钢锭凝固过程中温度场、凝固分...     

曲轴箱壳多向挤压铸造温度参数优化与试验

利用有限元法对摩托车曲轴箱壳多向挤压铸造进行了数值模拟,分析了浇注温度、上模温度、下模具温度与零件缩松、致密度的关系,得到了优化的温度参数,并通过试验加以验证.研究表明:对局部壁厚差大、结构复杂的零件,多向挤压铸造得到的铸件质量优于普通挤压铸造,浇注温度为680℃,上、下模具温度为200℃时,摩托车曲轴箱壳缩松区域由10％降到7％.浇注温度对零件缩松和致密度的影响最为显著,上模温度比下模温度略高,有利于提高铸件质量.     

TiAl基合金排气阀立式离心铸造充型及凝固过程数值模拟

以N-S方程、连续性方程及Fourier导热方程为基础，结合离心力、重力及Coriolis力，在实验的基础上建立了立式离心铸造充型过程及凝固过程数学模型．并且依据此模型对TiAl基合金排气阀立式离心铸造过程温度场、流场及压力场进行了数值模拟．数值模拟结果表明，离心铸造的充型过程存在正向和反向两个充填过程，在入口处易出现卷气缺陷．凝固过程也存在正向和反向两个凝固顺序，在靠近先充填一侧易于形成偏轴线缩松缺陷．     

42CrMo模铸钢锭凝固场数值仿真与超声检测分析

采用大型商业软件ProCAST建立了钢锭凝固传热数值仿真，钢锭模在凝固过程中的温度场是空间和时间的变化量，属于三维不稳定态传热。为了验证钢锭凝固过程温度场变化对钢锭冶金缺陷的影响，本文采用24寸42CrMo钢种钢锭模进行数值仿真。采取钢锭浇注过热度、断面温度梯度、液相线和固相线的分析，模拟了钢锭凝固过程中温度场、凝固分数、缩松率及Niyama的分布。通过仿真与实际操作工艺相结合，以及钢锭的超声检测和解剖验证的低倍检验，证明了仿真技术和超声检测可以提高钢锭的冶金质量。     

活塞式压缩机缸体底注工艺中充型和凝固过程数值模拟

通过对活塞式压缩机缸体底注工艺方案的充型和凝固过程的数值模拟，揭示了缸体的液相分布、温度场分布及凝固顺序，通过及时补浇冒口和冷铁激冷等措施，使下高上低的温度场分布变为下低上高的分布趋势，从而改善了缸体在凝周过程中的液相分布，改变了先中间后两头的凝固顺序，缸体从总体上形成了从下往上的有利于补缩的凝固顺序，并预测了压缩机缸体缩孔、缩松产生的部位和大小。采用改进后的工艺进行生产，取得成功，从而验证了模拟结果的正确性。