材料成型計(jì)算機(jī)模擬1

材料成型計(jì)算機(jī)模擬——鋁合金殼體班級(jí)：成型1304班主講：張陽(yáng)（20132384）成員：楊夢(mèng)奇（20132354）

蔡圣（20132379）一、設(shè)計(jì)流程1.實(shí)體建模2.分析材料，技術(shù)要求確定模擬（微觀組織，應(yīng)力場(chǎng)等）3.運(yùn)用模擬軟件模擬，根據(jù)模擬結(jié)果分析缺陷，再重新設(shè)計(jì)工藝方案（冷鐵，冒口，出氣孔，澆筑系統(tǒng)等）4.確定最終方案，完成說(shuō)明書（工藝，工裝）二、軟件介紹——PROCAST三、模擬流程1.造型實(shí)體導(dǎo)入軟件2.網(wǎng)格劃分。（Visual-Mesh）3.物性賦值（各種物理參數(shù)）(Visual-Cast)4.觀察運(yùn)行結(jié)果(Visual-Viewer)軟件界面示意2.劃分網(wǎng)格Visual-Mesh2.1劃分網(wǎng)格流程1.檢查表面連接2.合并相交面3.檢查并分離相交體4.面網(wǎng)格，體網(wǎng)格劃分2.2網(wǎng)格劃分成功3.物性參數(shù)Visual-Cast3.0參數(shù)設(shè)置流程3.1模擬參數(shù)設(shè)置3.2定義實(shí)體單元類型3.3換熱系數(shù)3.4運(yùn)行條件設(shè)置3.5重力方向3.1模擬參數(shù)設(shè)置3.2定義實(shí)體單元類型3.3換熱系數(shù)3.4運(yùn)行條件設(shè)置3.5重力方向四、模擬結(jié)果Visual-Viewer五、模擬結(jié)果分析與改進(jìn)（1）鑄件充型過(guò)程的模擬分析（2）補(bǔ)縮系統(tǒng)的分析與改進(jìn)（3）計(jì)算機(jī)模擬分析(1).鑄件充型過(guò)程的模擬與分析經(jīng)過(guò)前期的模擬分析和比較，選擇了該種澆注系統(tǒng)如圖所示為充型50%時(shí)的速度場(chǎng)，可以看出充型較平穩(wěn)。(1).鑄件充型過(guò)程的模擬與分析分析：鑄件充型100%時(shí)的AirEntrainment（裹氣情況）可以看出裹氣較少，該澆注系統(tǒng)設(shè)置合理，內(nèi)澆道避開紊流區(qū)。(1).鑄件充型過(guò)程的模擬與分析分析：右圖為鑄件厚大部位（截面）的縮松縮孔現(xiàn)象，縮孔縮松分布較為集中，利于設(shè)置冒口的補(bǔ)縮。(1).鑄件充型過(guò)程的模擬與分析右圖為邊緣凸臺(tái)（截面）縮松縮孔現(xiàn)象，可以看出邊緣凸臺(tái)無(wú)縮松縮孔現(xiàn)象的存在。(1).鑄件充型過(guò)程的模擬與分析(2).補(bǔ)縮系統(tǒng)的分析與改進(jìn)(2).補(bǔ)縮系統(tǒng)的分析與改進(jìn)補(bǔ)縮方案一：使用普通冒口和出氣孔進(jìn)行模擬，可見縮松縮孔并未消除。(2).補(bǔ)縮系統(tǒng)的分析與改進(jìn)為了進(jìn)一步分析該方案縮松縮孔缺陷產(chǎn)生的原因，我們對(duì)該方案冒口澆注系統(tǒng)凝固70%溫度場(chǎng)進(jìn)行分析，如圖所示?？梢钥闯雒翱诮饘僖哼^(guò)早凝固，早于厚大部位到達(dá)固相線，冒口金屬液無(wú)法對(duì)厚大部位進(jìn)行補(bǔ)縮。(2).補(bǔ)縮系統(tǒng)的分析與改進(jìn)優(yōu)化方案：使用普通冒口無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，鑒于該鑄件壁厚較薄，且中間型腔較大，冒口和冷鐵的配合使用效果不明顯，保溫冒口有較好的補(bǔ)縮效果，故使用保溫冒口。將冒口優(yōu)化為保溫冒口后，再次進(jìn)行模擬，由圖3.9可見縮松縮孔全部集中在冒口的位置，該補(bǔ)縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理。（3).計(jì)算機(jī)模擬分析采用本工藝方案得到不同時(shí)間的凝固溫度場(chǎng)，如圖3.10所示?？芍?，該鑄件凝固過(guò)程基本符合由下到上、從外到里的順序凝固原則，能獲得內(nèi)部致密、表面完整的鑄件。（3).計(jì)算機(jī)模擬分析對(duì)鑄件的不同時(shí)間的速度場(chǎng)進(jìn)行模擬分析，如圖3.11所示?？芍?，整個(gè)充型過(guò)程為均勻平穩(wěn)，能夠減少缺陷的產(chǎn)生。（3).計(jì)算機(jī)模擬分析由于鑄件技術(shù)要求中不允許出現(xiàn)裂紋,對(duì)鑄件應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行模擬。如圖3.12所示，模擬鑄件熱裂與冷裂?？梢钥闯鰸沧⑾到y(tǒng)和冒口的