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铸造充型过程数值模拟的研究进展（****：**学院：材料科学与工程专业：材料工程学号：20131800103二○一四年二月摘要铸造过程计算机数值模拟技术是当今材料科学的重要前沿领域。
本文从铸件充型数值模拟的发展过程、软件的开发状况、计算方法及验证方法等四个方面介绍了国内外铸件充型过程计算机数值模拟的概况。
关键词: 数值模拟; 充型过程; 铸件; 模拟软件AbstractThe technology of computernumerical simulation on casting process is an importangt frontal field of material science and technolgy.The present foreign and domestic research on compter digital simulation of casting process is summarized in the paper from four respects of evolution of numerical simulation of filling processes of castings,development state of software ,method to calculate and method to prove.Key words:numerical simulation ;filling process;castings;simulation software目录摘要 (1)Abstract (2)一前言 (1)二数值模拟的国内外发展概况 (1)三充型过程数值模拟技术新进展 (3)四铸造模拟软件的开发状况 (3)五充型过程数值模拟的计算方法 (4)4.1充型过程液体流动的数值模拟 (4)4.2 充型过程卷入缺陷的数值模拟 (5)六充型过程实验研究 (6)七结论与展望 (7)参考文献 (8)1 前言铸件充型过程数值模拟是随着电子计算机技术的飞速发展而发展起来的一种现代铸造工艺研究方法。
基于ANSYS的铸件充型凝固过程数值模拟的开题报告1. 研究背景铸造是一种重要的制造工艺，广泛应用于工业生产中。
铸造的过程中，充型凝固是其中最基本的环节之一，其质量直接影响着铸件的成型和性能。
传统的充型凝固过程试验需要大量人力、物力和财力投入，成本较高，同时也难以控制实验条件，因此利用数值模拟方法对铸造过程进行分析与预测就显得格外重要。
ANSYS是一种应用广泛的数值分析软件，它可以应用于多个领域的工程仿真，包括铸造领域。
基于ANSYS的铸造充型凝固过程数值模拟可以较为精确地模拟铸造工艺，对铸件质量控制有着重要的作用。
因此，本文拟研究基于ANSYS的铸造充型凝固过程数值模拟方法。
2. 研究内容本文主要研究基于ANSYS的铸造充型凝固过程数值模拟方法。
研究的具体内容包括：（1）建立充型凝固数值模型：通过ANSYS建立铸造模型，并在模型中考虑充型、凝固和冷却等因素，确定模型的边界条件。
（2）数值模拟求解：利用ANSYS的求解功能，对模型进行数值模拟，获得充型凝固过程的温度和流动场分布等参数。
（3）结果分析：对数值模拟结果进行分析，评估充型凝固过程的质量，提出改进方案并进行优化。
3. 预期成果本研究的预期成果主要包括：（1）建立基于ANSYS的铸造充型凝固数值模型，实现对铸造过程的数值模拟。
（2）通过数值模拟获得铸造过程中的温度和流动场分布等参数，并对其进行分析。
（3）评估充型凝固过程的质量，提出改进方案并进行优化。
4. 研究意义本研究的意义主要体现在以下几个方面：（1）通过数值模拟方法获得铸造过程中的温度和流动场等参数，可以更准确地评估充型凝固过程的质量。
（2）实现基于ANSYS的铸造充型凝固数值模拟，可以在一定程度上避免传统充型凝固实验的高成本和实验条件不易控制的问题。
（3）本研究的方法可以为铸造行业提供参考，为铸造过程的质量控制提供技术支持。
5. 研究进程安排本研究的进程安排如下：（1）前期准备阶段：熟悉铸造充型凝固过程数值模拟理论，了解ANSYS软件的使用方法，确定研究方向。
叉车变速箱体消失模铸造工艺方案的优化与数值模拟消失模铸造中由于泡沫模样的存在使得与传统砂型铸造区别很大,消失模铸造中流动场、温度场包括充型能力都与传统砂型铸造不同,从而导致铸造缺陷很难控制。
采用计算机的数值模拟技术,不仅可以直观的观察到铸件整体的充型和凝固的动态过程,而且可以预测并分析铸件形成缺陷的可能性和原因,从而选择最优工艺参数,最终达到改善铸件的质量的目的。
本文铸件采用UG进行三维建模,并通过ProCAST模拟软件进行仿真,对某公司的以灰铸铁为材料的机械变速箱体进行消失模铸造的模拟分析并加以改进。
该公司生产的机械变速箱体在铸件底部、中部拐角和法兰盘均存在缩松缩孔缺陷,不能满足质量要求。
为了找出铸件缺陷可能生成的原因,使用ProCAST模拟软件作为工具对铸件的充型凝固两个过程进行模拟,并对生成结果进行分析；工艺参数的设定,增加了材料数据库的储存量；设定合理的初始、边界条件和取代涂层的传热系数。
模拟结果发现底注式的浇注系统并不能满足生产要求,充型溶液在铸件内部的充型出现紊流,且不能满足顺序凝固的原则,铸件本身的石墨化膨胀与浇道的补缩并不能达到补缩效果,从而预测缩松缩孔缺陷的位置,并通过实际生产进行验证,发现基本一致,从而说明模拟的准确性。
通过对原工艺方案进行改进,将底注式浇注方式改为阶梯式,浇注温度为1480℃,负压为-0.06MPa,采用一箱一件生产,并在铸件上设置合理的圆柱形冒口。
对改进后的铸件进行数值模拟,从模拟结果可以看出充型溶液推进较为平稳,不易产生紊流,从而避免夹渣、气孔缺陷的生成；另一方面,冒口的凝固时间大于铸件的凝固时间,可以充分的对铸件进行补缩,减少缩松缩孔缺陷的生成。
对工艺进行改进之后,发现铸件底部的缩松缩孔缺陷已大大减少,只有少量的分散式的缺陷且不在加工孔附近,其余缩松缩孔缺陷均在冒口内部或已消除。
通过实际验证发现与模拟结果相一致,铸件质量可以达到使用要求,从而验证了ProCAST模拟软件的准确性。
消失模铸钢件数值模拟研究的开题报告一、论题背景消失模铸造常常应用于工程领域中的铸钢件生产中，它具有生产效率高、铸件精度高的优势。
但是，消失模铸造过程中存在一些不可避免的问题，如气孔、缩孔等缺陷。
这些缺陷会影响铸钢件的性能和使用寿命，因此有必要进行相关研究，以优化消失模铸造工艺和提高铸钢件质量。
二、研究内容本研究主要采用数值模拟方法，对消失模铸造过程中的钢水流动、固化过程进行建模和仿真，并对铸钢件中的缺陷进行预测和分析。
具体来说，本研究将采用以下步骤：1. 基于计算流体力学（CFD）方法，建立数值模型，模拟钢水在消失模中的流动情况，分析铸造过程中的液态金属成形和固化过程。
2. 同时，利用有限元分析（FEA）方法，建立数值模型，分析消失模铸造过程中金属的成分变化和温度分布等。
3. 对消失模铸钢件中的缺陷进行预测和分析，如气孔、缩孔等，以分析其形成机理和影响因素。
4. 根据数值模拟结果，分析并提出优化消失模铸造过程的建议，以提高铸钢件质量。
三、研究意义1. 通过数值模拟方法，对消失模铸造过程中的物理现象进行深入研究，可以揭示消失模铸造过程中铸钢件中缺陷形成的机理，为优化消失模铸造提供依据。
2. 通过数值模拟方法，可以预测铸钢件中的缺陷情况，设计出更合理、更优化的生产工艺，最终提高铸钢件的质量和性能。
3. 本研究的成果将为消失模铸造工艺的改进提供参考，并可推动相关领域的发展。
四、研究方法本研究将采用有限元分析和计算流体力学的数值模拟方法。
首先，利用SolidWorks等工具绘制出铸型和模具，并对其进行三维建模和网格化处理。
然后，通过CFD模拟软件模拟钢水流动和金属凝固过程，并利用FEA模拟软件分析实验结果，对铸钢件中的缺陷进行预测和分析。
最后，根据分析结果提出优化建议。
五、研究计划1. 阶段一：文献调研和建模设计（2个月）2. 阶段二：数值模拟和分析（8个月）3. 阶段三：结果分析和优化建议（1个月）4. 阶段四：论文撰写和答辩（2个月）六、成果预期本研究的预期成果为：1. 在消失模铸造领域中，对钢水流动和凝固过程进行数值模拟和分析，提出新的预测和分析方法，促进铸造工艺的改进和优化。
金属铸锻焊技术 Casting ·Forging ·Welding上半月出版随着计算机技术的飞速发展 , 铝合金的铸造发展步入了计算机数值模拟时代。
利用高性能的计算机 , 铸造工厂和工程师可以对铝合金铸造过程进行仿真模拟 , 在实际生产前对铸造工艺参数进行验证或优化 , 对铸造结果和缺陷可以做到预先的了解 , 从而可以大大缩短工艺试验周期、确保铸件质量、提高工艺出品率、降低生产成本和废品损失 , 对实际生产有着极高的使用价值 [1]。
铝合金铸造过程中的充型凝固过程对产品的质量和性能起着至关重要的作用 , 国内外的学者经过数十年的研究 , 取得了很大的进展。
1铝合金铸件充型过程数值模拟与算法铝合金的铸造缺陷如浇不足、卷气、缩松缩孔等都与液态金属的充型过程有关 , 因此对充型过程进行数值模拟非常必要。
金属液充型过程的流动过程非常复杂 , 准确描述金属液的流动是对流场进行模拟的关键 , 为此国内外的学者提出了很多有意义的计算方法 , 以期能够准确地对金属液的充型流动进行描述 , 最终达到对过程分析的目的。
从 20世纪 60年代开始 , 国内外学者对铸件的充型过程进行了大量的研究 , 在数学模型的建立、算法的实现、计算效率的提高以及工程使用化方面均取得了重大突破 [2]。
1972年由 Minnesota 大学的 Patankar 和 Spalding 提出了 SIMPLE 算法 , 该算法是对利用质量守恒方程使假定的压力场能不断地随迭代过程进行的改进 , 在不可压缩流体的动量方程数值铝合金铸造充型凝固数值模拟的研究现状与发展康道安 1, 杨屹 1, 吴敏 2, 邵京城 2, 卢东 1, 曾斌 1(1.四川大学制造科学与工程学院 , 四川成都 610065; 2. 湖北 3611机械厂 , 湖北襄樊 441002摘要 :铸造过程的计算机数值模拟是当前重要的研究方向 , 而铸件的充型凝固过程是整个模拟过程中的难点之一。
消失模铸造充型过程的数值模拟分析
彭静;郭玲宏
【期刊名称】《成都纺织高等专科学校学报》
【年(卷),期】2012(029)003
【摘要】应用计算机数值模拟技术对消失模铸造充型过程仿真，对充型过程中真空度的变化进行分析，研究充型过程中附壁效应、裹气和反喷缺陷的产生过程及原因。
【总页数】4页(P5-7,16)
【作者】彭静;郭玲宏
【作者单位】成都纺织高等专科学校机械系,四川成都611731;成都纺织高等专科学校机械系,四川成都611731
【正文语种】中文
【中图分类】TG249.5
【相关文献】
1.消失模铸造充型过程数值模拟的国内外研究现状 [J], 陈亚娟;刘瑞祥;陈立亮
2.消失模铸造与普通铸造充型过程特点的数值模拟对比分析 [J], 俱英翠;李日;刘宏伟;马军贤;刘军利;付宏江;郑晋宝
3.消失模铸造充型过程的数值模拟 [J], 常庆明;黄乃瑜
4.消失模铸造充型过程数值模拟 [J], 袁子洲;仇珊;匡毅
5.基于人工神经网络的消失模铸造充型过程数值模拟 [J], 禹建丽;周丽红;禹建华
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