鑄鋼件三維熱應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬技術(shù)研究.pdf

1、對(duì)鑄件凝固過(guò)程熱應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，預(yù)測(cè)和分析了鑄件裂紋、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)。 本文總結(jié)了鑄件凝固過(guò)程應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬研究的發(fā)展?fàn)顩r，以及數(shù)值計(jì)算方法與模擬軟件的應(yīng)用趨勢(shì)。根據(jù)鑄造過(guò)程熱、應(yīng)力場(chǎng)特性，建立了鑄件凝固過(guò)程中凝固以后階段熱彈塑性模型本構(gòu)方程，并對(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，確定采用間接法進(jìn)行熱應(yīng)力計(jì)算。 選

2、取大型有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行熱應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬研究?？紤]了材料性能隨溫度變化的特性，采用非線性分析。基于溫度場(chǎng)求解時(shí)對(duì)材料熱物性參數(shù)取值、初始條件、邊界條件、潛熱等處理原則，對(duì)應(yīng)力框、高腳杯形件和水輪機(jī)葉片鑄件進(jìn)行了應(yīng)力計(jì)算分析。應(yīng)力框的模擬結(jié)果和定性的理論分析相同：利用分塊模型化的特點(diǎn)，選取高腳杯形件八分之一模型進(jìn)行應(yīng)力分析，結(jié)果顯示出現(xiàn)應(yīng)力集中部位與實(shí)際吻合；考慮到不同網(wǎng)格模型對(duì)模擬結(jié)果的影響，采用粗細(xì)兩種網(wǎng)格對(duì)軸流式水輪機(jī)葉片