进气风罩压铸成型及有限元分析

Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。Pro/E第一个提出参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有的模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。1、参数化设计相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。2、基于特征建模Pro/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，我们可以随意勾画彩图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。3、单一数据库（全相关）经过checkmesh和checkintersections我们可以查询出面网格中的坏死单元（即变形及其严重的单元）和交叠面。然后通过AutoFixFillets/BadTriangles进行自动修复，显示无误时，如图4.7所示，即可点击GenerateTetMesh进行体网格的划分，体网格划分结果如图4.8所示。图4.9为体网格划分结果数据统计结果显示。图4.7面网格检查修复结果图4.8体网格的划分结果图4.9体网格数据统计结果本论文采用CAD软件Pro/E对新型飞机进气风罩进行三维几何造型，然后利用有限元分析软件ProCAST对进气风罩的铸造充型凝固过程进行数值模拟，得到进气风罩在充型凝固过程中的充型流场和凝固温度场的分布情况以及铸件的缺陷分布情况。通过铸造模拟仿真的结果可得到如下结论：1、从ProCAST数值模拟过程的计算结果中可以看出，当铸件填充率达到98%时，其凝固分数开始增加，即开始凝固，所以该新型飞机进气风罩会出现浇不足的情况。在动态模拟图中还可清楚的看到该缺陷主要在浇口位置，所以在实际生产中要注意及时补缩。2、从VeiwCAST中可以看见进气风罩铸造过程中的流动过程，能精确的显示充填不足、冷隔、裹气和热节的位置以及残余应力与变形，以便于优化铸造工艺。[1]张永红，郑忠俊，李显东等.飞机进气风罩的整体制造新工艺[J].航空制造技术，2004.(3)：65~67.[2]赵恒涛，米国发，王狂飞.铸造充型及凝固过程模拟研究概况[J].航天铸造技术，2006.(1)：28~33.[3]刘致远.铸造CAE技术的应用[J].中国铸造装备与技术，2003.38(6)：26~29.ReferencesComputerMeasurement&Control,[5] YANGBin-feng.ThestudyontheKeyTechnologiesofthePulsedEddyCurrentNondestructiveTesting[D],Ch