基于ANSYS的鑄件充型凝固過程數(shù)值模擬.pdf

1、鑄造過程數(shù)值模擬是當前材料加工領(lǐng)域的研究熱點，目前進行的研究多將充型過程和凝固過程分開進行，且多在鑄造專業(yè)軟件上實現(xiàn)。只進行充型過程數(shù)值分析，得到的溫度計算結(jié)果不能預測缺陷，沒有工程實用價值；只進行凝固過程數(shù)值分析，溫度初始條件多建立在“瞬間充型、溫度均布”假設(shè)的基礎(chǔ)上，從而難以得到可靠的溫度場、應力場計算結(jié)果，而建立在溫度場結(jié)果基礎(chǔ)上的縮孔、縮松、熱裂判斷也難以準確，尤其是在尺寸上厚大的零件。因此，研究在通用模擬軟件上進行鑄造充型與凝

2、固全過程數(shù)值模擬，對鑄造數(shù)值模擬的工程實用化水平的提高有著重大意義。
　　 本文研究了鑄造充型和凝固過程各控制方程的離散，用ANSYS Fluent軟件包實現(xiàn)了鑄造充型過程熱流耦合計算及凝固過程溫度場計算，得到了與實驗相符的計算結(jié)果。用ANSYS Mechanical模塊實現(xiàn)了鑄造充型凝固過程流程、溫度場、熱應力場的計算，并進行了縮孔、縮松、熱裂的缺陷預測。主要研究工作如下：
　　 1、研究了鑄造充型過程各控制方程的有限

3、體積法離散方法；
　　 2、研究了鑄造凝固過程各控制方程的有限元法離散方法；
　　 3、研究了ANSYS Fluent中邊界條件、初始條件、材料參數(shù)、紊流模型、相變等設(shè)置方法，并實現(xiàn)充型過程熱流耦合和凝固過程的溫度場計算；
　　 4、研究了ANSYS Mechanical中邊界條件、初始條件、材料參數(shù)、紊流模型等設(shè)置方法，并實現(xiàn)充型過程熱流耦合計算，并用熱彈塑性力學模型，耦合計算了凝固過程溫度場和應力場；