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材料成型计算机模拟 铝合金壳体 班级 成型1304班主讲 张阳 20132384 成员 杨梦奇 20132354 蔡圣 20132379 一 设计流程 1 实体建模 2 分析材料 技术要求确定模拟 微观组织 应力场等 3 运用模拟软件模拟 根据模拟结果分析缺陷 再重新设计工艺方案 冷铁 冒口 出气孔 浇筑系统等 4 确定最终方案 完成说明书 工艺 工装 二 软件介绍 PROCAST 三 模拟流程 软件界面示意 2 划分网格Visual Mesh 2 1划分网格流程 1 检查表面连接 2 合并相交面 3 检查并分离相交体 4 面网格 体网格划分 2 2网格划分成功 3 物性参数Visual Cast 3 0参数设置流程 3 1模拟参数设置 3 2定义实体单元类型 3 3换热系数 3 4运行条件设置 3 5重力方向 四 模拟结果Visual Viewer 五 模拟结果分析与改进 1 铸件充型过程的模拟分析 2 补缩系统的分析与改进 3 计算机模拟分析 1 铸件充型过程的模拟与分析 经过前期的模拟分析和比较 选择了该种浇注系统 如图所示为充型50 时的速度场 可以看出充型较平稳 1 铸件充型过程的模拟与分析 分析 铸件充型100 时的AirEntrainment 裹气情况 可以看出裹气较少 该浇注系统设置合理 内浇道避开紊流区 1 铸件充型过程的模拟与分析 分析 右图为铸件厚大部位 截面 的缩松缩孔现象 缩孔缩松分布较为集中 利于设置冒口的补缩 1 铸件充型过程的模拟与分析 右图为边缘凸台 截面 缩松缩孔现象 可以看出边缘凸台无缩松缩孔现象的存在 1 铸件充型过程的模拟与分析 2 补缩系统的分析与改进 2 补缩系统的分析与改进 补缩方案一 使用普通冒口和出气孔进行模拟 可见缩松缩孔并未消除 2 补缩系统的分析与改进 为了进一步分析该方案缩松缩孔缺陷产生的原因 我们对该方案冒口浇注系统凝固70 温度场进行分析 如图所示 可以看出冒口金属液过早凝固 早于厚大部位到达固相线 冒口金属液无法对厚大部位进行补缩 2 补缩系统的分析与改进 优化方案 使用普通冒口无法达到预期效果 鉴于该铸件壁厚较薄 且中间型腔较大 冒口和冷铁的配合使用效果不明显 保温冒口有较好的补缩效果 故使用保温冒口 将冒口优化为保温冒口后 再次进行模拟 由图3 9可见缩松缩孔全部集中在冒口的位置 该补缩系统设计合理 3 计算机模拟分析 采用本工艺方案得到不同时间的凝固温度场 如图3 10所示 可知 该铸件凝固过程基本符合由下到上 从外到里的顺序凝固原则 能获得内部致密 表面完整的铸件 3 计算机模拟分析 对铸件的不同时间的速度场进行模拟分析 如图3 11所示 可知 整个充型过程为均匀平稳 能够减少缺陷的产生 3 计算机模拟分析 由于铸件技术要求中不允许出现裂纹 对铸件应力场进行模拟 如图3 12所示 模拟铸件热裂与冷裂 可以看出浇注系统和冒口的合理设
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