材料成型計算機模擬1

材料成型計算機模擬——鋁合金殼體班級：成型1304班主講：張陽（20132384）成員：楊夢奇（20132354）

蔡圣（20132379）一、設計流程1.實體建模2.分析材料，技術要求確定模擬（微觀組織，應力場等）3.運用模擬軟件模擬，根據(jù)模擬結果分析缺陷，再重新設計工藝方案（冷鐵，冒口，出氣孔，澆筑系統(tǒng)等）4.確定最終方案，完成說明書（工藝，工裝）二、軟件介紹——PROCAST三、模擬流程1.造型實體導入軟件2.網(wǎng)格劃分。（Visual-Mesh）3.物性賦值（各種物理參數(shù)）(Visual-Cast)4.觀察運行結果(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)設置流程3.1模擬參數(shù)設置3.2定義實體單元類型3.3換熱系數(shù)3.4運行條件設置3.5重力方向3.1模擬參數(shù)設置3.2定義實體單元類型3.3換熱系數(shù)3.4運行條件設置3.5重力方向四、模擬結果Visual-Viewer五、模擬結果分析與改進（1）鑄件充型過程的模擬分析（2）補縮系統(tǒng)的分析與改進（3）計算機模擬分析(1).鑄件充型過程的模擬與分析經(jīng)過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%時的速度場，可以看出充型較平穩(wěn)。(1).鑄件充型過程的模擬與分析分析：鑄件充型100%時的AirEntrainment（裹氣情況）可以看出裹氣較少，該澆注系統(tǒng)設置合理，內(nèi)澆道避開紊流區(qū)。(1).鑄件充型過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，利于設置冒口的補縮。(1).鑄件充型過程的模擬與分析右圖為邊緣凸臺（截面）縮松縮孔現(xiàn)象，可以看出邊緣凸臺無縮松縮孔現(xiàn)象的存在。(1).鑄件充型過程的模擬與分析(2).補縮系統(tǒng)的分析與改進(2).補縮系統(tǒng)的分析與改進補縮方案一：使用普通冒口和出氣孔進行模擬，可見縮松縮孔并未消除。(2).補縮系統(tǒng)的分析與改進為了進一步分析該方案縮松縮孔缺陷產(chǎn)生的原因，我們對該方案冒口澆注系統(tǒng)凝固70%溫度場進行分析，如圖所示。可以看出冒口金屬液過早凝固，早于厚大部位到達固相線，冒口金屬液無法對厚大部位進行補縮。(2).補縮系統(tǒng)的分析與改進優(yōu)化方案：使用普通冒口無法達到預期效果，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，該補縮系統(tǒng)設計合理。（3).計算機模擬分析采用本工藝方案得到不同時間的凝固溫度場，如圖3.10所示。可知，該鑄件凝固過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).計算機模擬分析對鑄件的不同時間的速度場進行模擬分析，如圖3.11所示?？芍麄€充型過程為均勻平穩(wěn)，能夠減少缺陷的產(chǎn)生。（3).計算機模擬分析由于鑄件技術要求中不允許出現(xiàn)裂紋,對鑄件應力場進行模擬。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