A380铝合金压铸温度场模拟.doc

A380铝合金压铸温度场模拟如图所示汽车传动轴,用A380铝合金半固态触变压铸成型工艺可获得重量轻、强度高、综合力学性能优越的零件，能够满足未来汽车工业轻量化、节能环保的要求。查相关资料，A380铝合金半固态触变压铸成型工艺的浆料温度为570，模具预热温度为200，冷却水对流换热系数为450W/（m2）, A380铝合金密度为2730/m3, 模具材料密度为7800/m3,导热系数为21W/（m），比热为110J/（）。A380铝合金热性能参数温度（）KXX导热系数（W/（m）温度（）比热J/（）1002061008372002152009623002283001046400249400113053024950012508002906501379相关尺寸在建模时提及，不赘述。为简化建模，只取冷却水包络面以内的模具和铸件建模。操作步骤1.定义工作标题和文件名（1）指定工作文件名：执行Utinity Menu/File/Change Jobname命令，在【Enter new Name】文本框中输入“WBA.file”,单击OK按钮。（2）指定工作标题：执行Utinity Menu/File/Change Title命令，输入“Casting Solidification”, 单击OK按钮。2.定义单元类型和材料属性（1）定义单元类型：执行Main Menu/Preprocessor/Element Type/Add、Edit、Delete命令，单击Add按钮，选择如下图选项，单击OK按钮。（2）定义材料特性：执行Main Menu/Preprocessor/Material Props/ Material Models命令，双击【Material Models Available】列表框中的“Thermal/Conductivity/Isotropic”选项，定义模具导热系数（KXX）为“21”，接着双击“Thermal/Specific heat”选项, 定义模具比热（C）为“110”，单击OK按钮。接着双击“Thermal/Density”选项, 定义模具密度（DENS）为“7800”， 单击OK按钮。从【Define Material Model Behavior】对话框下拉菜单执行“Material/New Model”命令，在【Define Material ID】文本框中输入材料编号“2”， 单击OK按钮。同样的方法定义材料 “2”的属性，通过单击Add Temperature按钮增加温度表。3.创建几何模型（1）生成轴身：执行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cylinder/By Dimensions命令，按下图输入:结果如下：（2）生成万向节拨叉：执行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Block/By Dimensions命令，按下图输入，每次单击Apply 按钮: 结果如下：（3）生成圆台浇口：旋转工作平面，执行Utinity Menu/WorkPlane/Offset WP by Increments命令，按下图输入:执行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cone/By Dimensions命令，按下图输入: 结果如下：（4）体相加：执行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Add/Volumes命令，单击Pick All按钮。（5）生成模具型腔：返回工作平面，执行Utinity Menu/WorkPlane/Offset WP by Increments命令，按下图输入:生成模具块，执行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Block/By Dimensions命令，按下图输入:体相减：执行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Subtract/Volumes命令，选择模具块，单击Apply按钮，选择铸件，单击OK按钮。同样的方法重新生成铸件。粘结模型：执行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Glue/Volumes命令，单击Pick All按钮。（6）改单位制为MKS：执行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Operate/Scale/Volumes命令，在【RX,RY,RZ Scale factors】文本框中依次输入“0.001,0.001,0.001”,在【Existing Volumes will be】下拉列表框中选择“Moved”选项，单击OK按钮。压缩元素编号，执行Main Menu/Preprocessor/Numbering Ctrls/Compress Numbers命令，在下拉列表框中选择“All”选项，单击OK按钮。保存文件，执行Utinity Menu/File/Save As命令，输入文件名“model”, 单击OK按钮。4.生成有限元模型（1）赋予体特性：执行Main Menu/Preprocessor/Meshing/Mesh Attributes/Picked Volumes命令，选择模具块，单击OK按钮，在弹出的【Volumes Attributes】对话框中的“Material Number” 下拉列表框中选择“1”选项，单击Apply 按钮。同样的方法，对铸件赋予材料号“2” 。（2）划分网格：选择所有实体，执行Utinity Menu/Select/Everything命令，执行Main Menu/Preprocessor/Meshing/Size Cntrls/SmartSize/Basic命令，在【Size Level】下拉列表框中选择“2”选项，单击OK按钮。执行Main Menu/Preprocessor/Meshing/Mesh/ Volumes /Free命令，单击Pick All按钮。保存文件，执行Utinity Menu/File/Save As命令，输入文件名“mesh”, 单击OK按钮。5.施加载荷（1）选择分析类型：执行Main Menu/Solution/Analysis Type/New Analysis命令，【Transient】单选按钮，单击OK按钮，在弹出的对话框保持默认。（2）定义初始条件：设定铸件初始温度，执行Utinity Menu/Select/Entities命令，在最上面的两个下拉列表框中选择“Element”、“By Attributes”选项，选择“Material Num”单选按钮，在【Min,Max,Inc】文本框中输入“2”， 单击OK按钮。执行Main Menu/ Solution/Define Loads/Apply/Initial Conditn/Define命令，单击Pick All按钮，按下图设置:同样的方法设置模具初始温度。（3）定义边界条件：执行Main Menu/ Solution/Define Loads/Apply/Thermal/Convection/On Areas命令，在弹出的拾取框中选择面编号“16”，单击OK按钮。在【File coefficient】文本框中输入“450”，在【Bulk Temperature】文本框中输入“25”，单击OK按钮。对称面上ANSYS默认设置为绝热。保存文件，执行Utinity Menu/File/Save As命令，输入文件名“load”, 单击OK按钮。6.求解运算（1）设置时间及时间步进参数：执行Main Menu/ Solution/Load Step Opts/Time、Frequenc/Time and Substps命令，按下图设置：（2）输出项设置：执行Main Menu/ Solution/Load Step Opts/Output Ctrls/DB、Results File命令，按下图设置：（3）求解：执行Main Menu/Solution/Solve/Current LS命令，单击OK按钮开始求解运算，直到出现【Solution is done】对话框表示求解结束。保存文件，执行Utinity Menu/File/Save As命令，输入文件名“resum”, 单击OK按钮。7.查看结果（1）显示节点10s温度场分布：读入结果，执行Main Menu/General Postproc/Read Results/By Time、Frequ命令，在【value of time or freq】文本框中输入“10”，单击OK按钮。显示节点温度场分布，执行Main Menu/General Postproc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu命令，选择“Nodal Solution/Thermal/Temperature, 单击OK按钮。（2）矢量显示节点10s温度场分布：执行Main Menu/General Postproc/Plot Results/Vector Plot/Predefined命令，保持默认设置单击OK按钮。同样的方法可得100s、500s、1000s的节点温度场分布和矢量显示：100s500s1000s（2）显示节点温度随时间变化表：定义