液态成型充型过程数值模拟仿真技术

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仿真技术在承液盘冲压成形优化中的应用

冲压仿真技术是利用ＣＡＥ软件数字模拟实际试模过程，获取钣金件冲压成形结果，解决出现的起皱、拉裂、回弹等问题，缩短产品开发周期，降低开发成本，提升钣金件成形质量。冲压仿真技术可输出零件的变形过程，及成形后的成形极限图、厚度分布图、应力应变云图等仿真结果，可较完整及有效地评价零件结构钣金成形的可行性。
（４）应变云图：分为主应变云和品设计、产品工艺等多个环节普及应零件的变形情况。
用，嵌入到产品研发流程中，提升产品品质、缩短产品研发
本文中主要以成形极限图和厚度分布图作为结果分析
周期，减少产品研发成本。
术优化设计，输出可行性方案。
小炉头承液艋结构，初选材料为ｓｕｓ４３０不锈钢，成形工艺分
６８
别为拉深一一冲孔一一裁剪，但在模具拉深试模时，发生零件严重破裂现象，如图３为试模冲压成形件，其中小凸包两侧倒圆角（后文巾称为凸耳）位置局部发生开裂；故采用仿真技术模拟零件拉深冲压过程，分析零件成型破裂的原因，并在零件结构、冲压工艺、零件材料等方面进行优化设计及仿真验证，输出可行性优化方案
考汽车行业的成功经验，尝试引入冲压仿真技术，对冲压过菜、煲汤或烧水时，可以承接溅出来的菜、汤、水，避免影响程中的关键工艺进行先期仿真分析，输出可行性方案后，再燃气的正常燃烧，并便于清洁。承液盘一般由金属薄板材料
如果您对本文内容感兴趣清联系作者陈小润
ｃｈｅｎｘ［ａｏｒｕｎ１９８４＠１２６ｃｏｎ
进行试模，减少以往经验模式中的试模反复次数。本文中，加工而成，常用的材料有ｓｕｓ４３０、ｓｕｓ２０１等不锈钢材料，常采

数值模拟在铸造充型及凝固过程的应用进展资料

数值模拟在铸造充型及凝固过程的应用进展摘要：综述了铸造过程中数值计算的基本理论，简要介绍了铸造充型及凝固当前国内外发展状况以及所存在的问题，并对铸造过程数值模拟的相关软件进行评述。

最后指出合理地利用铸造模拟软件，能够优化铸件的微观组织，提高产品质量，降低产品成本，缩短产品设计和试制周期。

关键词：铸造；充型过程；数值模拟；模拟软件The Application of Numerical Simulation in Mold Fillingand Solidification ProcessAbstract：The basic theory of numerical calculations is summarized, and a brief introduction of the developing situation and existing problems of the casting mold filling and solidification process at home and abroad，reviewed the numerical simulation software of casting process. In the end, it also clearly shows that it can optimize the casting microstructure, improve the quality, decrease the cost and reduce the design and trial cycle for the products by using the numerical simulation software properly.Key words: Casting; Filling and Solidification process; Numerical Simulation; Simulation Software1 前言铸造过程就是将高温的液态金属浇注到封闭的型腔中，通过充型和凝固过程最终获得所需形状铸件的热成形过程。

计算机在材料科学中的应用

计算机在材料科学中的应用李伟(湖北财税职业学院信息工程系武汉430064)摘要介绍计算机技术在材料科学研究中应用领域。

探讨计算机在材料科学研究领域中的具体应用。

借助于计算机可推动材料研究、开发与应用。

关键词计算机技术材料科学应用1 引言计算机模拟技术已广泛应用于包括材料液态成形、塑性成形、连接成形、高分子材料成形、粉末冶金成形、复合材料成形等各种材料成形工艺领域。

计算机模拟技术在材料成形加工中的应用,使材料成形工艺从定性描述走向定量预测,为材料的加工及新工艺的研制提供理论基础和优选方案,从传统的经验试错法,推进到以知识为基础的计算试验辅助阶段,对于实现批量小、质量高、成本低、交货期短、生产柔性、环境友好的未来制造模式具有重要的意义。

计算机模拟是未来材料成形制备工艺的必由之路,其发展趋势是多尺度模拟及集成。

2 计算机在材料科学中的应用领域2. 1计算机用于新材料的设计材料设计是指通过理论与计算预报新材料的组分、结构与性能,或者通过理论与设计来“订做”具有特定性能的新材料,按生产要求设计最佳的制备和加工方法。

材料设计按照设计对象和所涉及的空间尺寸可分为电子层次、原子/分子层次的微观结构设计和显微结构层次材料的结构设计。

材料设计主要是利用人工智能、模式识别、计算机模拟、知识库和数据库等技术,将物理、化学理论和大批杂乱的实验资料沟通起来,用归纳和演绎相结合的方式对新材料的研制作出决策,为材料设计的实施提供行之有效的技术和方法[ 1 ] , [ 3 ] 。

2. 2材料科学研究中的计算机模拟利用计算机对真实系统模拟实验、提供模拟结果,指导新材料研究,是材料设计的有效方法之一。

材料设计中的计算机模拟对象遍及从材料研制到使用的过程,包括合成、结构、性能制备和使用等。

计算机模拟是一种根据实际体系在计算机上进行的模拟实验。

通过将模拟结果与实际体系的实验数据进行比较,可以检验模型的准确性,也可以检验出模型导出的解析理论所作的简化近似是否成功,还可为现实模型和实验室中无法实现的探索模型做详细的预测并提供方法。

充型过程的数值模拟技术

收稿日期：０６０ — ９２０— ８２
拟在球墨铸铁铸造工艺设计中的应用进行了研究。
荆涛、柳百成用ＳＬ — ＯＯＡＶＦ法对充型过程进行了模
拟，并研究了充型过程对浇注完成后铸型内初始温度场的影响。袁浩扬等人以ＳＬ — ＯＯＡＶＦ法为基础，结合他们提出的三维自由表面边界速度确定方法．
．
Ａｎｉｔｏｕｔｎｗｓｍａｅｉｈｓａｔｌｏｔｅｄｖｌｐｎｒｃｓｆｔｉｔｃｎｑｅｍａｈｍａｉａｄｌｎｒｄｃｉａｄｎｔｉｒｃｅｔｈｅｅｏｍｅｔｐｅｓｏｈｓｅｈｉｕ，ｏｉｏｔｅｔｌｍｏｅ，ｃｃｌｕａｉｎｍｅｈｄａｄｔｅｆｅｓｒａｅｄａｉｇｍｅｈｄＴｅｐｂｅｘｓｉｇｉｕｒｎｅｅｒｈｓｗｅｅａｓａｃｌｔｔｏｎｈｒｕｆｃｅｌｔｏ．ｈｒｌｍｓｅｉｎｎｃｒｅｔｒｓａｃｅｒｌｏｏｅｎｏｔ
ＮｕｒｃｌＳｍｕａｉｎＴｅｈｉｕｆＭｏｌａｇＰｒｃｓｍｅｉａｉｌｔｏｃｎｑｅｏｕｄｔｍｎｏｅｓ
ＺＡＧＳｕｊａＨＯａＹＮＧＪｇ，ＯＨｎ — ｕ。ＨＮｈ－ｕｎ，ＵＨｕＡｉ￣ＭＡｏｇｋｉ，ｎ（．ｏｅｅｏｌｃｏｉｎｏｐｔｒＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｙＮｎｎｖｒｉｆＣｉａＴｉｕｎ００５，１ｌｇｆｅｔｎｃａｄＣｍｕｅｃｅｃｎｅｈｏｇ，０ｈＵｉｓｙｏｈｎ，ａａ３０１ＣｌＥｒｓｏｅｔｙ

液态金属加工的数值模拟与实验研究

液态金属加工的数值模拟与实验研究液态金属加工是一种重要的金属加工方式，具有高效、灵活、节能等特点。

尤其对于高强、高韧、高温等难加工材料，液态金属加工更是发挥了其独特的优势。

然而，由于液态金属加工过程的复杂性，其加工效果和机理难以直接观测和验证。

因此，数值模拟和实验研究成为液态金属加工的重要手段。

一、液态金属加工的数值模拟液态金属加工的数值模拟通常基于有限元方法，以三维模型为基础，进行数值模拟与计算。

其主要包括物理方程的建立、边界条件的设置、运动学和动力学方程的求解等步骤。

液态金属加工过程中，流体的运动方程和力学方程是数值模拟的核心。

这些方程需要根据实际情况进行简化和修正，以保证数值模拟结果的准确性和可靠性。

在数值模拟过程中，建立准确的液态金属模型对于正确的模拟结果至关重要。

模型建立需要包括材料的物理力学特性、界面行为等因素。

同时，应考虑到加工过程中的热量传递、相变、流动等复杂因素。

液态金属加工的数值模拟可以优化加工参数，提高加工效率和产品质量。

以金属疲劳试验为例，通过数值模拟，可以预测试样的应力应变状态和裂纹扩展速率，从而减少实验次数和成本。

此外，数值模拟还可以揭示液态金属加工的物理机理，有助于深入理解加工过程的本质，为进一步改善加工过程提供理论基础。

二、液态金属加工的实验研究液态金属加工的实验研究是数值模拟的重要补充。

实验可以直接观测加工过程中的流动、形变、残余应力等特征，对数值模拟结果进行验证和修正，提高模拟的可靠性和准确性。

同时，实验还可以探究新的加工方法和工艺，为液态金属加工的进一步发展提供更广阔的空间。

液态金属加工的实验研究涵盖了很多方面，例如流经、板类加工、注射成形、疲劳性能等。

其中，液态金属注射成型是目前较为成熟的液态金属加工技术，通过实验研究，可以优化注射成型的工艺参数，提高制品的质量和性能。

例如，杨氏模量、泊松比、硬度等物理性能。

液态金属加工的实验研究需要严格控制加工过程中的温度、压力等参数，以确保实验的准确性。

铝合金汽车顶盖充液成形的数值模拟

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ）
ＮｕｍｅｒｉｃａｌＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｉｎｔｏｔｈｅＨｙｄｒｏｆｏｒｍｉｎｇｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
ＲｏｏｆＣｏｖｅｒ
ＬＡＮＧＬｉ — ｈｕｉ，Ｙｏｎｇ－ｋｕｎ，ＣＨＥＮＹａｎｇ－ｋａｉ，ＷＡＮＧＹａｏ，ＳＵＮＺｈｉ－ｙｉｎｇ
第９卷
第３期
精
密
成
形
工
程
１３
２０１７年０５月
ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＮＥＴＳＨＡＰＥＦＯＲＭＩＮＧＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
铝合金汽车顶盖充液成形的数值模拟
郎利辉，巫永坤，陈杨锴，王耀，孙志莹
（北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京１００１９１）
ｆｏｒｃｅ，ｄｒａｗｂｅａｄ，ａｎｄｂｌａｋｎｓｈａｐｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆｏｍｉｒｎｇｐｒｏｃｅｓｓｈａｖｅａｇｒｅａｔｅｒｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｆｏｍｉｒｎｇ．Ｔｈｅｃａｖｉｙｔｐｒｅｓｓｕｒｅｓｈｏｕｌｄｎｏｔｂｅｐｒｅｍａｔｕｒｅｌｙｌｏａｄｅｄ．Ｅｘｃｅｓｓｉｖｅｃａｖｉｙｔｐｒｅｓｓｕｒｅｏｒｅｘｃｅｓｓｉｖｅｂｌａｋｎｈｏｌｄｅｒｆｏｒｃｅｉｓｎｏｔｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｈａｖｉｎｇｆｕｌｌｐｌａｓｔｉｃｄｅ —

液态成型充型过程数值模拟仿真技术28页PPT

45、法律的制定是为了保证每一个人自由发挥自己的才能，而不是为了束缚他的才能。—— 罗伯斯庇尔
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。 ——刘向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好的教师是幸福，不如说好的教师是不幸。 ——海贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦。——杰纳勒尔·乔治仿真技术
41、实际上，我们想要的不是针对犯罪的法律，而是针对疯狂的法律。 ——马克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就像影子跟随着身体一样。— —贝卡利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进步。— —杰弗逊 44、人类受制于法律，法律受制于情理。— —托·富勒

液态成型

目前在国内常见的铸造CAE系统包括德国 MAGMA、法国的PROCAST、瑞典的 NOVACAST以及国内华中科技大学的“华铸CAE”、清华大学的“铸造之星”等。下面以“华铸CAE'’为例来说明铸造凝固模拟 CAE技术的实际应用。

(三)液态成型CAE的新进展作为铸造领域的高新技术，模拟仿真领域的理论研究和应用开发非常活跃，其内涵和外延不断得到丰富与拓展。目前液态成型复杂多相流模拟、氧化夹杂过程模拟、造型／制芯过程模拟、消失模成形过程模拟、半固态成型模拟以及微观过程数值模拟等是液态成型模拟领域的研究前沿和热点。

铸造过程数值模拟技术(CAE)经过了40年的发展历程，其间，从简单到复杂，从温度场发展到流动场、应力场，从宏观模拟深入到微观领域，从普通的重力铸造拓展到低压、压铸等特种铸造，从实验室研究进入到工业化实际应用。特别是近些年来，在包括计算机硬件、软件、信息处理技术以及相关学科的强有力的推动下，数值模拟技术在人类社会的各个领域得到了广泛的应用，取得了长足的进步。

1．复杂多相流模拟多相流是指两种或两种以上的流体同时存在，每相都具有自己的流场但又相互影响的流动。铸造过程的流动实际上就是典型的多相流动，不仅仅只有液相，还包括气相和固相。具体说来，液态金属为液相；卷入性、析出性气体为气相；氧化夹杂、冲掉的砂粒是固相。因此从理论上讲，欲准确模拟铸造的充型过程，就必须研究多相的流动，例如卷气、氧化夹杂、砂型冲蚀、压铸过程的排气等的计算分析都离不开多相流的模拟。复杂流动是指真实的铸造流动是具有紊流、表面张力、自由表面、相变、热交换等众多影响因素的复杂流动，考虑了这些影响因素的模拟结果将更接近真实的铸造过程。

充液成型设备的模拟仿真与优化设计研究

充液成型设备的模拟仿真与优化设计研究摘要：充液成型是一种常见的工业制造过程，用于将液体注入到模具中，使其固化为制品。

为了提高生产效率和产品质量，充液成型设备的模拟仿真和优化设计成为了必要的研究方向。

本文基于充液成型设备的工作原理，利用计算机仿真软件进行模拟分析，并通过优化设计方法改进设备的性能和效率。

研究表明，在模拟仿真和优化设计的指导下，充液成型设备的效果和成本可以得到明显的提升。

第一章引言1.1 研究背景充液成型技术是一种重要的工业制造方法，广泛应用于各个领域，如塑料制品、橡胶制品、陶瓷制品等。

它具有注射速度快、成型精度高、自动化程度高等优点，因此备受关注。

然而，传统的充液成型设备存在一些问题，如成品质量不稳定、注射过程中的损耗及能耗较大等。

为了克服这些问题，模拟仿真和优化设计成为了解决方案之一。

1.2 研究目的和意义本研究的目的是通过模拟仿真和优化设计方法，改进充液成型设备的性能和效率。

具体来说，我们希望能够准确预测充液成型过程中的各种参数和变量，并根据模拟结果进行优化设计，以实现生产效率的提高和产品质量的稳定。

第二章充液成型设备的工作原理2.1 设备组成及工作过程充液成型设备主要由液压系统、控制系统、模具和辅助设备组成。

其工作过程包括：模具闭合、注射器进料、液压系统施压、注射器注液、注射器退料、模具开启等。

2.2 影响因素影响充液成型效果的因素包括注射速度、注射压力、模具温度、材料粘度等。

这些因素之间相互联系，需要综合考虑才能得到最佳的成型效果。

第三章模拟仿真分析3.1 模拟仿真软件的选择根据充液成型设备的工作原理，我们选择了基于有限元法的计算机仿真软件进行模拟分析。

该软件可以模拟充液成型过程中的各个变量和参数，并可实现实时的数据监测和分析。

3.2 模拟仿真过程首先，我们根据设备的结构和工作原理建立三维模型，并设定初始参数。

然后，利用仿真软件进行流场和温度场的模拟，以及应力和变形的分析。

低压铸造充型过程的数值模拟技术

低压铸造充型过程的数值模拟技术王超;刘航;游龙;林国标;王自东;冯建;王树军【摘要】论述了低压铸造充型模拟的数学模型,由于低压铸造充填速度较慢、充型平稳,因此充型计算采用层流模型.采用SOLA-VOF算法对模型进行求解, 其中SOLA 法用于求解流体的速度场和压力场, VOF法用于处理自由表面.采用UG软件进行铸件三维造型,采用ProCAST软件进行网格划分,对叶轮的充型过程进行了模拟,并通过对叶轮的浇注试验,验证了低压铸造充型的数学模型及算法在保证模拟精度、提高计算效率上的有效性.【期刊名称】《武汉科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(033)005【总页数】4页(P501-504)【关键词】低压铸造;数学模型;ProCAST;充型模拟【作者】王超;刘航;游龙;林国标;王自东;冯建;王树军【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TG249.2近年来,低压铸造因具有铸件尺寸精度较高、充型平稳、充型速度可控等优点而在铸造行业中得到越来越广泛的应用。

然而和其他铸造方法一样,低压铸造也不可避免地会产生各种铸造缺陷。

随着计算机技术和数值计算方法的飞速发展,利用计算机数值模拟技术对低压铸造过程进行分析已成为提高低压铸造生产质量和效率的重要手段。

在铸件充型过程中会产生氧化、传热、热损失等一系列的化学和物理变化,许多铸造缺陷的产生都和充型过程密切相关。

但是长期以来,对铸造过程的数值模拟研究主要针对其凝固过程,而对于在充型过程中产生的诸如浇不足、冷隔、夹渣等缺陷则无法进行预测。

液态成型充型过程数值模拟仿真技术共28页PPT

Thank you
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
液态成型充型过程数值模拟仿真技术
16、人民应该为法律而战斗，就像为了城墙而战斗一样。 ——赫拉克利特 17、人类对于不公正的行为加以指责，并非因为他们愿意做出这。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强者做什么事都横行霸道。— —奥维德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含义是财富。— —爱献生

液态成型充型过程数值模拟仿真技术共26页

在铸件充型过程的数值模拟计算中，求解压力场是最
耗费时间的，实际工程应用中，计算时间有时会很长，满足不了工艺分析人员的要求，因此研究如何提高压力方程的求解速度就成了一个非常重要的问题。致力于铸件充型过程数值模拟的研究人员，不断跟踪计算流体力学、数学和计算机等相关学科的新发展，力图以最新的研究成果来提高充型模拟的计算精度。研究者主要在压力场一速度场的迭代方法上和稀疏矩阵方程组的求解方面进行研究探索，并提出了许多提高计算速度的有效方法。
程序，进行模拟计算。
6. 数据处理和模拟计算结果的图形显示输出。
1.3铸件充型过程数值模拟的基本问题
铸件充型过程的数值热学、计算机图形学、计
算方法、偏微分方程的数学理论和铸造工艺理论等。铸件
充型过程的流场温度场模拟包括很多内容，如几何实体造
型、计算域的网格划分、流场中速度和压力的求解、充型
此外，区域分解法、并行计算法、多重网格法等也引起
了研究者的兴趣。区域分解法目前在理论上还没有完全成
熟，距离应用到实际数值计算还有一段距离。并行计算法
通过计算空间的分配来换取时间的缩短，但往往由于硬件设备的昂贵而失去实用性。多重网格技术是提高计算求解效率的一个有效方法。早期，Brandt等人在研究中对压力项进行迭代求解时利用了多重网格法，后来尼(Ni)利用多重网格技术求解了欧拉方程，近年来詹姆生等人在多重网格法的研究方面做了很多工作。
由于计算速度场的真正困难在于压力场，因而研究者们致力于寻找一种采用所谓的基本变量(即速度分量和压力)的数值求解方法。这样的解法必须进行速度场一压力场迭代，通过猜测值得到满意解.Patankar提出了SIMPLE 方法和SIMPLER方法，SIMPLE (Semi一Implicit Method for Pressure-Linked Equations)是求解压力连续方程的半隐式方法，是比较全面的流场计算方法;计算出的速度场不仅满足连续性方程的要求，也满足动量方程的要求; 其主要特点是压力场和速度场同时迭代。

液态金属成型

gx −
1 ∂P +ν ρ ∂x
∂ 2u ∂ 2u ∂ 2u ∂ u ∂u ∂u ∂u ∂ x2 + ∂ y2 + ∂ z2 = ∂t + u ∂x + v ∂y + w∂z
∂ 2v ∂ 2v ∂ 2v ∂ v 1 ∂P ∂v ∂v ∂v gy − +ν + + 2 = + u + v + w 2 2 ρ ∂y ∂x ∂y ∂z ∂y ∂z ∂t ∂x gz − 1 ∂P +ν ρ ∂z ∂ 2w ∂ 2w ∂ 2w ∂ w ∂w ∂w ∂w ∂ x2 + ∂ y2 + ∂ z2 = ∂t + u ∂x + v ∂y + w ∂z
五、实验报告分析总结铝合金的熔炼处理工艺流程，比较精炼处理、变质处理、振动以及冷却条件对铝合金组织及性能的影响。
实验二、液态成型过程 CAE 实验一、基础理论计算机辅助工程（ Computer Aided Engineering，简称 CAE）技术是一门以 CAD/CAM 技术水平的提高为发展动力，以高性能计算机及图形显示设备的推出为发展条件，以计算力学和传热学、流体力学等的有限元、有限差分、边界元、结构优化设计及模态分析等方法为理论基础的新技术。目前液态成型 CAE 主要以铸件的温度场模拟和流动场模拟为主，软件水平已经达到实用化，国内外均有商品化软件出现。国外主要有德国的 MagmaSoft、美国的 ProCAST、 Flow3D、韩国的 AnyCAST 等，国内主要有华中科技大学的华铸 CAE、清华的 FTStar、华北工学院的 CastSoft 等。 1）温度场模拟温度场模拟主要是利用传热学原理，分析铸件的传热过程，模拟铸件的冷却凝固进程，

铝合金半固态压铸与液态压铸充型过程的模拟

铸
・
造
Ｍａ０２ｙ２１
４４・９
ＦＯＵＮＤＹＲ
ＶＯ．１ＮＯ．Ｉ６５
铝合金半固态压铸与液态压铸充型过程的模拟
史立峰，赵大志，王平ｓ，崔建忠
（．１辽宁装备制造职业技术学院塑性成形系，辽宁沈阳１０６；２１１１．东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳１００；１０４３东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室，辽宁沈阳１００）．１０４
摘要：利用Ａｙａｉ软件模拟ＴＺ２１ｎＣｓｎｔｇＬ０合金半固态压铸和液态压铸充型的流动过程，并进行了试验验证。模拟及试
验结果显示：合理的控制速度转换位置，能够保证半固态浆料以层流方式的产生。在相同的速度条件下进行液态压铸，金属液以湍流方式充填型腔，容易形成喷溅和
ＰｏｅｓｇｏＭａｅａ，ｏｔｅｓｒｉｅｓｙＳｅｙｎ１０４Ｌａｎｎ，ｈｎ）ｒｃｓｉｆｔｉｌＮｒａｔｎｎｒｓｈｅＵｎｖｒｔ，ｈｎａｇ１００，ｉｏｉＣｉａｉｇ
ＡｂｔａｔＴｈｏｃａａｔｒｔｓｏｅｉｏｉｌｎｎｉｕｄｆｌｇｗｅｅｃｍｐｒｄａｄａａｙｅｙｓｒｃ：ｅｆｗｈｒｃｅｉｉｆｓｍ．ｌｆｌｇａｄｌｉｌｎｒｏａｅｎｎｌｚｄｂｌｓｃｓｄｉｉｑｉｉ
Ｔｈｅｓｍｕａｉｎｒｓｔｒｌａｒｅｎｔｘｅｉｎａｎｓｉｌｔｏｅｕｌｓａｅｗｅｌｉｇｅｍｅｔｗｉｅｐｒｍｅｔｌｏｅ．ｎｈ

铝合金铸造充型凝固数值模拟的研究现状与发展

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。

《2024年压蜡机充型流场的数值模拟研究》范文

《压蜡机充型流场的数值模拟研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，压蜡机在模具制造、工艺品制作等领域的应用越来越广泛。

压蜡机充型流场的稳定性和均匀性对产品的质量和生产效率具有重要影响。

因此，对压蜡机充型流场进行数值模拟研究，对于优化产品设计、提高生产效率和降低成本具有重要意义。

本文以压蜡机充型流场为研究对象，采用数值模拟方法对其流场特性进行分析和研究。

二、数值模拟方法数值模拟是研究流体流动的一种重要方法，通过对流体流动的控制方程进行数值求解，可以得到流体在特定条件下的流动状态。

在压蜡机充型流场的数值模拟中，主要采用的方法包括有限元法、有限差分法和边界元法等。

本文采用有限元法对压蜡机充型流场进行数值模拟，通过建立数学模型，对流场进行离散化处理，并利用计算机程序对离散化后的流场进行求解。

三、数学模型与求解在压蜡机充型流场的数值模拟中，需要建立合适的数学模型。

首先，需要确定流场的几何形状和尺寸，以及流体的物理性质和流动条件。

然后，根据流体动力学的基本原理，建立流体流动的控制方程。

在控制方程中，需要考虑流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律。

最后，利用计算机程序对控制方程进行数值求解，得到流场的数值解。

四、流场特性分析通过对压蜡机充型流场的数值模拟结果进行分析，可以得到流场的速度分布、压力分布和温度分布等特性。

首先，分析流场的速度分布，可以了解流体的流动状态和速度变化规律。

其次，分析流场的压力分布，可以了解流体在充型过程中的压力变化和传递规律。

最后，分析流场的温度分布，可以了解流体在充型过程中的温度变化和热传递规律。

通过这些分析，可以更好地理解压蜡机充型流场的特性和行为。

五、结果与讨论通过对压蜡机充型流场的数值模拟结果进行分析和处理，可以得到以下结论：1. 压蜡机充型流场的速度分布呈现出一定的规律性，流体在充型过程中速度逐渐增大，并在出口处达到最大值。

2. 压蜡机充型流场的压力分布受到多种因素的影响，包括流体性质、充型速度和模具结构等。