盤體鑄件低壓鑄造有限元模擬.pdf

1、液態(tài)金屬充型是鑄件成形過程中最重要的階段,許多鑄造缺陷(如卷氣、夾渣、澆不足和冷隔等)都是由于工藝設計不當在充型過程中產生的。同時,充型對鑄件凝固過程也有直接的影響。因此,了解并控制充型過程是獲得優(yōu)質鑄件的重要條件。 本文采用大型有限元分析軟件ANSYS,在對低壓鑄造過程流場和溫度場深入分析的基礎上,合理地設置邊界條件和初始條件,并對紊流、相變等問題進行了合理地處理,打破“瞬時充型”的假設,耦合計算了低壓鑄造盤體鑄件充型過程中流

2、場和溫度場。盤體鑄件的數值模擬將為后續(xù)此類低壓鑄件數值模擬提供參考。本文所做工作和主要結論如下： (1)正交模擬試驗結果表明,影響鑄件充型能力的顯著因素依次為充型速度、澆注溫度和模具溫度。經模擬驗證,本文中盤體件適合的澆注溫度為700℃,模具溫度為310℃,充型速度為0.04m/s。 (2)由模擬試驗及其分析結果可推導出盤體鑄件升液管澆口處的平均上升速度計算公式為了lgv充=187.4-39.241lgV-36.31lg

3、δ+10.39lgh+31.68lgT澆+7.34T模。該表達式可用于指導形狀簡單的低壓鑄造鋁合金盤體類鑄件的充型過程。 (3)流場模擬表明,對于壁厚較小的鑄件,充型時為減少缺陷的產生,應減小充型速度；為避免出現流空現象,在拐角處不應采用直角形狀。 (4)不同的對流換熱系數可表征不同的鑄型條件,在施加不同對流換熱系數模擬計算鑄件充型過程流場和溫度場時,溫度場的變化趨勢基本一致,但對流換熱對充型過程中型腔內金屬液溫度的高低