基于華鑄CAE-ANSYS數(shù)值模擬集成系統(tǒng)的鑄造熱應(yīng)力分析.pdf

1、隨著鑄造過(guò)程溫度場(chǎng)數(shù)值模擬技術(shù)的成熟,企業(yè)對(duì)應(yīng)力場(chǎng)模擬分析的需求更加迫切。通過(guò)鑄造過(guò)程熱應(yīng)力分析,不僅可以模擬液態(tài)金屬的充型、凝固過(guò)程,同時(shí)可以模擬因溫度分布不均勻、應(yīng)力集中等引起的縮孔縮松、變形、裂紋等缺陷,為實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程提供可靠的科學(xué)依據(jù)。目前,鑄造過(guò)程應(yīng)力場(chǎng)的模擬研究大多依賴國(guó)外的商用軟件,如ANSYS、ABAQUS等。
　　國(guó)內(nèi)鑄造過(guò)程熱應(yīng)力分析通常采用FDM/FEM方法,充分利用FDM方法進(jìn)行溫度場(chǎng)研究的已有成果,同時(shí)發(fā)

2、揮FEM方法在應(yīng)力場(chǎng)研究方面的優(yōu)勢(shì)。但在其研究過(guò)程中,因鑄件和鑄型的復(fù)雜性,忽略了鑄型對(duì)鑄件的阻礙作用,導(dǎo)致鑄件/鑄型間的相互作用并沒(méi)有得到很好地處理。
　　本文提出在使用FDM/FEM方法研究鑄造過(guò)程熱應(yīng)力的同時(shí),用接觸單元模型處理鑄件/鑄型間相互作用。選取典型應(yīng)力框試件作為研究對(duì)象,使用華鑄CAE鑄造模擬軟件計(jì)算鑄造過(guò)程的溫度場(chǎng),自主開(kāi)發(fā)FDM/FEM溫度轉(zhuǎn)換模塊,將華鑄CAE計(jì)算的溫度場(chǎng)結(jié)果轉(zhuǎn)換為有限元溫度載荷文件,加載到A

3、NSYS的有限元模型中,進(jìn)行鑄造凝固過(guò)程鑄件的應(yīng)力分析。
　　在FDM/FEM溫度轉(zhuǎn)換模塊中,很好地處理了模型定位、溫度傳遞、文件輸出等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,通過(guò)簡(jiǎn)單鑄件對(duì)溫度轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行校核,獲得了較為準(zhǔn)確的結(jié)果,表明自主開(kāi)發(fā)的溫度轉(zhuǎn)換模塊可以適用于華鑄CAE軟件與ANSYS軟件之間的溫度文件轉(zhuǎn)換,并應(yīng)用于應(yīng)力分析中。
　　在ANSYS中,使用接觸單元處理鑄件/鑄型之間力的相互作用,采用生死單元模擬鑄件冷卻后的落砂過(guò)程,對(duì)典型應(yīng)力