砂型鑄件成形過程數(shù)值模擬研究及應(yīng)用.pdf

1、鑄造過程計(jì)算機(jī)模擬與仿真是信息科學(xué)、材料科學(xué)、工程力學(xué)及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等各種學(xué)科的交叉科學(xué)，是先進(jìn)制造科學(xué)的重要前沿領(lǐng)域。通過對(duì)鑄造過程的三維數(shù)值模擬仿真，可以觀察金屬液成型的動(dòng)態(tài)過程，幫助設(shè)計(jì)人員預(yù)測和分析裂紋、變形及殘余應(yīng)力，為優(yōu)化鑄造工藝、控制缺陷、保證鑄件尺寸精度及穩(wěn)定性、提高鑄件質(zhì)量提供了科學(xué)依據(jù)。
　　本文首先總結(jié)了鑄造過程數(shù)值模擬研究的發(fā)展?fàn)顩r，以及數(shù)值模擬方法與數(shù)值模擬軟件的應(yīng)用趨勢；研究ProCAST的前處理方式，

2、解決了Pro/ENGINEER建立的鑄件幾何模型到ProCAST軟件的數(shù)據(jù)傳遞問題，并與其他幾種前處理方法進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，利用Pro/ENGINEER建模，Mechanica模塊劃分表面網(wǎng)格，通過MeshCAST讀入，再進(jìn)行體網(wǎng)格的劃分是一種最為快捷有效的網(wǎng)格劃分前處理工作路線；然后針對(duì)企業(yè)當(dāng)前生產(chǎn)的飛輪的鑄造缺陷，以鑄造模擬軟件ProCAST為工具，模擬了砂型鑄造充型及凝固過程，準(zhǔn)確地反映了鑄件充型凝固過程的實(shí)際狀況，預(yù)測了可能

3、產(chǎn)生的鑄造缺陷及產(chǎn)生缺陷的部位，研究結(jié)果表明在靠近鑄件熱節(jié)及最后凝固的部位放置冒口，使之順序凝固，能有效地改善熱節(jié)狀態(tài)，可以達(dá)到消除和控制缺陷的目的而且模擬的飛輪鑄件經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)，鑄件能夠達(dá)到質(zhì)量要求，這證明利用數(shù)值模擬技術(shù)優(yōu)化的鑄造工藝是有效和可行的；最后，根據(jù)砂型鑄造過程熱、應(yīng)力特性，建立了鑄件凝固過程中及凝固以后階段熱彈塑性模型方程，對(duì)鑄件/鑄型邊界條件、材料高溫力學(xué)性能參數(shù)取值作了全面分析，利用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行典型鑄