材料成型计算机模拟1

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1.造型实体导入软件2.网格划分。（Visual-Mesh）3.物性赋值（各种物理参数）(Visual-Cast)4.观察运行结果(Visual-Viewer)软件界面示意2.划分网格Visual-Mesh2.1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-Cast3.0参数设置流程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