CA精密鑄造工藝凝固過程數(shù)值模擬
作者: admin發(fā)布時間: 2019-10-16點擊次數(shù): 826
近年來，與CA精密鑄造技術相關的三維CAD設計、 反求工程、 快速成型、 澆注系統(tǒng)CAD、 鑄造過程數(shù)值模擬(CPS)以及特種鑄造等單體技術取得了長足的進步，這些成就的取得為集成化的CA精鑄技術的形成奠定了基礎，促進了CA精鑄技術的迅速發(fā)展和應用。 為了使各單體技術成功地用于CA精鑄，必須消除彼此之間的界面，將這些技術有機地結合起來。 從而在產品開發(fā)中做到真正意義上的先進設計＋先進材料＋先進制造。
凝固過程的數(shù)值模擬
(1)凝固過程的數(shù)值模擬原理鑄造是一個液態(tài)金屬充填型腔、 并在其中凝固和冷卻的過程，其中包含了許多對鑄件質量產生影響的復雜現(xiàn)象。 實際生產中往往靠經驗評價一個工藝是否可行。對一個鑄件而言，工藝定型需通過多次試驗，反復摸索，最后根據多種試驗方案的澆鑄結果，選擇出能夠滿足設計要求的鑄造工藝方案。 多次的試鑄要花費很多的人力、物力和財力。
鑄造過程雖然很復雜，偶然因素很多，但仍遵循基本科學理論，如流體力學、 傳熱學、 金屬凝固、 固體力學等。 這樣，鑄造過程可以抽象成求解液態(tài)金屬流動、 凝固及溫度變化的問題，就是要在給定的初始條件和邊界條件下，求解付立葉熱傳導方程、 彈塑性方程。 計算機技術的發(fā)展，使得求解物理過程的數(shù)值解成為可能。 應用計算機數(shù)值模擬，可對極其復雜的鑄造過程進行定量的描述。
(2)鑄造過程數(shù)值模擬軟件
經過多年的研究和開發(fā)，世界上已有一大批商品化的鑄造過程數(shù)值模擬軟件，表明這項技術已經趨于成熟。 這些軟件大都可以對砂型鑄造、 金屬型鑄造、 精密鑄造和壓力鑄造等工藝進行溫度場、 應力場和流場的數(shù)值模擬，可預測鑄件的縮孔、 疏松、 裂紋、 變形等缺陷和鑄件各部位的纖維組織、 并且與CAD實體模型有數(shù)據轉換接口，可將實體文件用于有限元分析。
對鑄件進行分析時，簡單的模型網格可以直接在ProCAST生成。 復雜模型可以由IDEAS等軟件生成，劃分網格后輸出*.unv通用交換文件，該文件應帶有節(jié)點和單元信息。 Meshcast模塊讀入網格文件后輸出四面體單元用于前處理。 PreCast對模型進行材料、 界面?zhèn)鳠帷?邊界條件、 澆注速度等參量進行定義，最后由ProCAST模塊完成計算。
