鑄鋼鑄鐵件縮孔縮松缺陷預(yù)測(cè)的數(shù)值模擬研究及軟件開發(fā).pdf

1、鑄件充型凝固過(guò)程數(shù)值模擬是當(dāng)前材料加工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。許多發(fā)達(dá)國(guó)家都擁有了自己的商品化軟件，已經(jīng)應(yīng)用大生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了幾款商品化軟件，但與國(guó)外水平相比，差距較大?；诖耍疚牟捎幂^新的技術(shù)建立數(shù)值模擬的基礎(chǔ)框架，總體發(fā)展目標(biāo)是開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的具有國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平的鑄件成型數(shù)值模擬軟件。本論文研究開發(fā)了鑄鋼、鑄鐵砂型鑄件凝固過(guò)程溫度場(chǎng)計(jì)算模塊及縮孔縮松缺陷預(yù)測(cè)模塊，材料數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、后處理數(shù)據(jù)可視化等模塊，進(jìn)一步完善了前處理

2、模塊，基本形成了完整的數(shù)值模擬軟件框架。 在溫度場(chǎng)計(jì)算方面，離散模型采用顯式直接差分法，采用溫度回升法和等效比熱容法分區(qū)段應(yīng)用來(lái)處理潛熱，界面換熱系數(shù)采用等效界面換熱系數(shù)，并編制了完善的溫度場(chǎng)計(jì)算程序。在此基礎(chǔ)上完成了鑄件凝固過(guò)程孤立域的實(shí)時(shí)快速準(zhǔn)確計(jì)算。對(duì)于一般鑄鋼件，采用孤立域即縮即補(bǔ)法來(lái)預(yù)測(cè)集中縮孔，用Niyama 準(zhǔn)則來(lái)預(yù)測(cè)縮松缺陷。對(duì)于鑄鐵件，采用凝固過(guò)程收縮、膨脹動(dòng)態(tài)疊加法和最終區(qū)域的收縮膨脹法來(lái)預(yù)測(cè)縮孔縮松缺陷。模

3、擬結(jié)果與實(shí)際鑄件澆注結(jié)果對(duì)比基本吻合。 在材料數(shù)據(jù)庫(kù)方面，在全面分析比較當(dāng)前各種數(shù)值模擬軟件數(shù)據(jù)庫(kù)，采用paradox 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)，完成了具有增加、刪除、修改等功能的簡(jiǎn)易實(shí)用軟件材料數(shù)據(jù)庫(kù)，并將其成功嵌入到數(shù)值模擬軟件中。 在數(shù)據(jù)可視化方面，采用目前最先進(jìn)的OpenGL 技術(shù)，在C++Builder 開發(fā)環(huán)境下，編制了完整的前處理、中間計(jì)算及后處理圖形顯示程序，使得圖形能夠?qū)崟r(shí)快速平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、剖切等變換，實(shí)現(xiàn)了