箱體件低壓鑄造充型凝固過程數(shù)值模擬.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值模擬技術(shù)的迅速發(fā)展,計(jì)算機(jī)在鑄造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它可以在實(shí)際生產(chǎn)之前,模擬鑄造的充型、凝固、傳熱、應(yīng)力場、微觀組織分布等,預(yù)測鑄造過程中可能出現(xiàn)的缺陷,從而大大提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效率,對于鑄造生產(chǎn)具有十分重要的意義。本文以大型有限元仿真軟件ANSYS為工具,以充型凝固過程的數(shù)學(xué)理論和低壓鑄造工藝為基礎(chǔ),對ZL101箱體件低壓鑄造充型過程進(jìn)行了模擬,并把充型結(jié)束時(shí)的溫度作為凝固過程的初始條件,耦合了流場和溫度場的

2、數(shù)值模擬。根據(jù)模擬結(jié)果對鑄件可能產(chǎn)生的缺陷及部位進(jìn)行了預(yù)測,從而完成了對工藝參數(shù)的修正。本文得到的主要結(jié)論如下：1、以ANSYS-CFD模塊為平臺,采用不可壓縮粘性流體的流動(dòng)控制方程,分別對0.03、0.04、0.05m/s三種不同充型速度的流動(dòng)狀態(tài)作了分析,結(jié)果表明：當(dāng)充型速度為0.05m/s時(shí),金屬液與型壁之間撞擊強(qiáng)烈,卷氣現(xiàn)象明顯；當(dāng)充型速度為0.04m/s時(shí),充型平穩(wěn),無卷氣現(xiàn)象,基本實(shí)現(xiàn)了順序填充；當(dāng)充型速度為0.03m/s時(shí)

3、,在遠(yuǎn)離直澆道的拐角處澆注速度明顯降低,出現(xiàn)澆不足現(xiàn)象；綜合考慮充型過程可能出現(xiàn)的各種缺陷,確定充型速度為0.04m/s。2、充型結(jié)束時(shí),箱體件的頂部溫度最低,為933K,澆道的溫度最高,為973K,整個(gè)鑄件的充型時(shí)間為4.30s。3、把充型結(jié)束時(shí)的溫度場作為凝固時(shí)的初始條件,進(jìn)行了流場和溫度場耦合數(shù)值模擬,模擬結(jié)果反映了鑄件凝固過程的溫度分布。整個(gè)鑄件凝固時(shí)間約為149s,凝固結(jié)束時(shí)最低溫度為652K,最高溫度為875K。4、對鑄件鑄