汽车热冲压模具的数字化铸造工艺研究
汽车冲压模具数字化设计制造技术的研究

车辆工程技术9车辆技术0 引言 众所周知,随着国家经济的飞速发展,人们生活水平也得到很大的提高,汽车已经成为人们出行必备的交通工具,这也直接促进了汽车工业的发展;而要生产高质量的汽车,少不了汽车冲压模具技术的支持,先进的汽车冲压模具是直接影响汽车产业能否走可持续发展道路的重要因素之一。
文章从冲压模具设计方法以及冲压模具工艺这两点入手,重点介绍汽车冲压模具的设计方法,提出汽车冲压模具制造与维修思路及注意事项,以期为我国汽车冲压模具设计制造和维修行业提供有利参考。
1 汽车冲压模具的概念 冷冲压模具是在冷冲压加工中,将材料加工成零件的一种特殊工艺装备。
冲压则是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法。
冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品。
冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系。
模具设计与制造技术水平的高低,是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
2 设计思路 任何一个汽车制造厂家研发部门在对汽车冲压模具进行前期设计的时候,都会涉及两个部分的思路方法,即如何确定模具凹凸的外形尺寸的思路方法;如何确定冲压间隔的思路方法。
这是模具设计的重点,也是难点。
具体方法如下:首先,对于模具凹凸外形尺寸的定位,主要表面尺寸以及规格大小都必须经过设计人员无数次的仔细测量,并汇总计算数据,最后经过严格比较得出。
第一,凸模外形尺寸确定,其尺寸主要是根据需要加工生产的汽车零件来确定。
在制造凸模模具的时候,一般采取柳丁技术对其进行加工加固,或者用金属化合物来固定,条件是熔点相对比较小。
第二,凹模外形尺寸确定,其尺寸也需要根据加工生产的汽车零件来确定,一般情况下,凹模制造出来以后是要安装在凸模上的。
因此,不管是凹模还是凸模,它们的规格和尺寸都有紧密的联系,这就需要设计人员用特别精确和标准的数学计算公式来模拟推算,最后通过严格分析来确定结果。
冲压磨具结构设计中的数字化创新优化生产效率的必备手段

冲压磨具结构设计中的数字化创新优化生产效率的必备手段数字化创新在冲压磨具结构设计中的重要性冲压磨具结构设计是在冲压工艺中非常关键的一环。
随着制造业的发展,数字化创新逐渐成为提高生产效率的必备手段。
在冲压磨具结构设计中,数字化创新可以为制造业带来巨大的优势和利益。
本文将探讨数字化创新对冲压磨具结构设计的影响,并分析其在优化生产效率中的关键作用。
一、数字化建模与仿真技术的应用数字化建模与仿真技术是现代制造业中常用的工具之一。
在冲压磨具结构设计中,通过数字化建模与仿真技术可以进行快速、准确的分析和评估。
通过建立准确的数学模型,可以更好地理解磨具的振动、变形等问题,并对磨具结构进行优化设计。
仿真分析可以模拟不同条件下的磨具性能,帮助制定更科学合理的生产工艺和制造方案,从而提高生产效率。
二、虚拟现实技术在冲压磨具结构设计中的应用虚拟现实技术是数字化创新的重要组成部分。
在冲压磨具结构设计中,通过虚拟现实技术可以进行更直观、真实的感知和体验。
利用虚拟现实技术,设计师可以在模拟环境中对磨具进行设计和优化,可以更自由地进行设计方案的调整和修改。
同时,虚拟现实技术还可以模拟不同工况下的实际生产情况,帮助设计师更好地理解冲压磨具在生产中的实际表现,从而进行更合理有效的设计。
三、数据分析与智能优化算法的运用数字化创新还包括数据分析与智能优化算法的运用。
在冲压磨具结构设计中,大量的复杂数据可以被收集和分析。
通过对这些数据的分析,可以发现磨具结构中存在的问题和优化的空间。
智能优化算法可以根据设计要求和优化目标,自动搜索最优解,通过优化磨具的结构参数,提高生产效率。
数据分析与智能优化算法的运用,可以加快设计过程,减少试制、试验的成本,降低磨具改造周期,提高设计效率。
四、数字化创新对冲压磨具结构设计的优势数字化创新在冲压磨具结构设计中具有多重优势。
首先,数字化创新可以迅速生成大量的设计方案,提高设计的多样性和效率。
其次,数字化创新可以提高设计的准确性和可靠性,通过数字化建模和仿真分析,可以发现和解决设计中存在的问题。
数字模拟下的汽车铝合金副车架挤压铸造工艺优化设计

数字模拟下的汽车铝合金副车架挤压铸造工艺优化设计摘要:分析挤压铸造凝固过程的基本性物理规律与特点,提出在ANSYS基础上的挤压铸造凝固过程热-力耦合的数字模拟。
并通过模拟对热收缩和相变收缩等实行考虑,并且对材料凝固和受力的力学行为以及潜热释放的规律等进行分析,针对界面传热和变形上两者之间的相互作用。
通过阶梯样式模拟,实行有效模拟,此外,模拟结果一定程度上会对铸件凝固通过该模式计算汽车副车架挤压铸造的凝固过程,结合模拟结果优化了相应的工艺方案。
关键词:挤压铸造;热-力耦合模拟;汽车副车架挤压铸造是较为先进的一种成形公艺,在这一工艺下能够帮助液体金属实现高压凝固成形,进而帮助铸件有着较高的致密度。
经过挤压铸造,其中的高压可以促使最先凝固的金属壳实现塑性变形,使得铸件与模具之间紧密贴合,显著改善了铸件与模具之间的传热。
此外凝固壳的发生变形会对凝固的金属液体流动补缩产生驱动作用。
1、模拟热-力耦合1.1热-力耦合模拟的计算ANSYS运算分析能力强且具有开放性,对多个二次开发工具进行了提供,帮助用户ANSYS功能实行了扩充。
采用ANSYS当做计算平台,为用户ANSYS功能扩充提供便利。
选取ANSYS当做计算平台,进一步提出了挤压铸造凝固过程的热-力耦合算法。
将造型软件中建立好的模型导入到Hypermesh中实现网格化分建。
相同工作目录中建立适合热计算和结构计算命令流文件,求解了不同时刻温度与应力分布。
热分析计算的最终结果被看做热载荷读入结果实现了对铸件应力变形的分析求解,依据铸件和模具接触应力和气隙的更新界面各个部位的接触热阻,求解出新界面的温度,实行热-力耦合的计算。
1.2建立材料高温力学模型针对应力场中的相关数据进行求解的重点是要可以对材料力学进行描述的数学模型。
分别采用热弹粘塑性模型和理想热弹塑性模型对凝固壳金属液的力学行为进行描述,通过计算考虑热收缩和相变收缩造成的影响。
基于ANSYS提供用户可编程特点,经过修改、编译用户子程序,获取自定义材料的模型。
汽车工业中热冲压成形工艺的应用

汽车工业中热冲压成形工艺的应用【摘要】热冲压成形工艺在汽车工业中扮演着重要的角色,本文将从汽车车身制造、发动机制造、零部件制造等方面介绍其应用。
热冲压成形不仅提高了零部件的强度和耐久性,还能减轻汽车重量,提高汽车性能。
但是在实际应用中,由于工艺复杂和设备投资较高,还存在一定的挑战。
随着技术的不断进步和发展,热冲压成形工艺在汽车工业中仍具有巨大的应用前景。
通过本文的介绍与分析,读者可以了解到热冲压成形工艺在汽车工业中的重要性和广泛应用,以及对汽车工业发展的积极影响,为相关领域的研究和应用提供参考。
【关键词】汽车工业、热冲压成形工艺、车身制造、发动机制造、零部件制造、影响、优势、不足、应用前景1. 引言1.1 热冲压成形工艺概述热冲压成形是一种将金属材料加热至高温,然后在高温下进行冲压成形的工艺。
这种工艺可以提高金属材料的塑性,减少成形过程中的应力和变形,从而得到更加复杂和精密的零件。
热冲压成形一般包括加热、成形和冷却三个阶段,其中加热阶段可以采用火炬加热、电加热或感应加热等不同方式。
成形阶段主要通过模具对加热后的金属材料进行形状调整,而冷却阶段则是将成形后的零件迅速冷却至室温,固定其形状。
热冲压成形工艺具有成形速度快、成形精度高、表面质量好等优点,特别适用于生产复杂形状、高精度要求的汽车零部件。
热冲压成形还可以有效提高金属材料的强度和硬度,延长零件的使用寿命。
在汽车工业中,热冲压成形已经成为一项重要的制造工艺,广泛应用于车身、发动机和各种零部件的制造中,为汽车工业的发展提供了强大的支撑。
2. 正文2.1 热冲压成形在汽车车身制造中的应用热冲压成形技术在汽车车身制造中具有重要的应用价值。
通过热冲压成形,可以实现复杂形状的零部件生产,并提高零部件的强度和耐磨性。
在汽车车身制造中,热冲压成形可以用于生产车门、车轮罩、车顶等车身部件。
热冲压成形可以实现对车身零部件的精确成形。
传统的冲压工艺往往无法满足对复杂形状的要求,而热冲压成形技术可以通过加热金属材料,使其更加易于成形,从而实现对复杂形状的零部件的生产。
浅谈汽车覆盖件冲压成形模具中锻造技术和铸造技术

浅谈汽车覆盖件冲压成形模具中锻造技术和铸造技术作者:刘毅来源:《中国新技术新产品》2013年第09期摘要:汽车覆盖件冲压理论和技术的发展将带来汽车工业的发展和相关领域的发展。
汽车覆盖件冲压理论和技术的发展将带来汽车工业的发展和相关领域的发展。
关键词:汽车;覆盖件;冲压;汽车工业中图分类号:X734.2 文献标识码:A汽车覆盖件冲压理论和技术的发展将带来汽车工业的发展和相关领域的发展。
1 汽车锻造模具技术1.1 概述锻造模具的主要技术发展方向是提高模具设计水平,采用新型模具材料,使用高效高精度加工手段,以期在模具高寿命的状态下实现锻件高精度。
1.2 未来市场需求及产品锻造技术在汽车工业中应用最为广泛,在铁路、航空、航天、船舶等工业领域的应用也在逐渐增加。
预计未来国内汽车工业和其他行业仍将保持持续快速发展的态势,锻造工业也将随之持续发展,与此相伴,锻造模具的需求将会逐渐增加。
1.3 关键技术1.3.1 锻造模具CAD/CAM/CAE 一体化技术及信息化技术(1)现状。
CAD/CAM技术已广泛应用,CAD/CAM/CAE 一体化技术应用还较少,锻造模具信息化技术鲜有使用。
(2)挑战。
CAD/CAM/CAE软件大部分来自国外,价格昂贵,使用不便。
成形过程数值模拟技术尚需突破。
(3)目标。
普遍采用CAD/CAM/CAE一体化技术,精确化数值模拟替代传统工艺调试,开发出具有自主知识产权的锻造模具CAD/CAM/CAE软件,促进集成PDM、ERP、 MIS系统与Internet平台的锻造模具信息化网络技术广泛使用。
1.3.2 锻造模具延寿、快修及再制造技术(1)现状。
模具寿命较低,平均寿命热锻模6000件,温锻模4000件,冷锻模10000件,锻造模具快速修复及再制造技术刚刚起步。
(2)挑战。
国内模具材料技术水平还不高,热处理和表面处理技术重视程度不够,缺乏针对不同工艺条件下的模具润滑技术细致研究。
(3)目标。
浅谈汽车覆盖件冲压成形模具中锻造技术和铸造技术

Q : Q ( )
高 新 技 术
Ch i n a Ne w T e c h n o l o g i e s a n d P r o du c t s
浅谈汽车覆盖件冲压成形模具中锻造技术和 铸造技术
刘 毅
( 辽 宁省机 电工程学校 , 辽宁 辽 阳 1 1 1 0 0 4 )
摘 要: 汽车覆盖件 冲压理论 和技 术的发展 将带来汽车工业的发展和相关领域的发展。汽车覆 盖 件冲 压理 论和技 术的发展 将 带 来汽 车工业 的发展 和相 关领 域 的发展 。 关键 词 : 汽车; 覆 盖件 ; 冲压 ; 汽车 工业 中图分 类号 : X 7 3 4 . 2 文献标 识码 : A 汽车覆 盖件 冲压理 论和技 术 的发展将 带来汽 车工业 的发展和相关领域 的发展 。 1汽车锻造模具技术 1 . 1概述 锻造模 具 的主要 技术发 展方 向是提 高 模具 设计水 平 , 采用新 型模具 材料 , 使 用 高 效高精度加工手段, 以期在模具高寿命的状 态下实现锻件高精度 。 l 2 未来 市场需求及产 品 一 锻造技术在 汽车工业 中应用最为广 泛 , 在铁路 、 航空、 航天 、 船舶等工 业领域 的应用 也在逐渐增加 。 预计 未来 国内汽车工业和其 他行业仍将保 持持续快速 发展的态势 , 锻造 工业 也将 随之持 续发展 , 与此 相伴 , 锻造模 具的需求将会逐渐增加。
陶瓷制造 , 使用无公害绿色润滑剂 , 寿命 1 0 万件。推广锻模快修及再制造技术 , 使模具
材料 消耗大幅度减少 。 1 3 . 3高速、 高效、 高精度锻模加工技术 ( 1 ) 现状 。数控 电火 花加工和少 量转 速 在1 2 0 0 0 # m i n 以上的高速加工中心。( 2 ) 挑
数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用

数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用随着数字化技术的不断发展,越来越多的行业开始将其应用于生产制造过程中。
冲压模具设计与制造也不例外,数字化技术在其中的应用越来越广泛,为生产制造带来了许多便利和效益。
一、数字化技术在冲压模具设计中的应用1. CAD软件CAD软件是数字化技术在冲压模具设计中最常用的工具之一。
通过CAD软件,设计师可以快速地绘制出模具的三维图形,进行模具的设计和优化。
CAD软件还可以进行模具的模拟分析,帮助设计师更好地理解模具的结构和工作原理,从而提高模具的设计质量和效率。
2. CAM软件CAM软件是数字化技术在冲压模具制造中的重要工具之一。
通过CAM软件,制造工人可以将CAD软件中设计好的三维图形转化为机床程序,实现模具的自动化加工。
CAM软件还可以进行加工路径的优化,提高加工效率和精度。
3. CAE软件CAE软件是数字化技术在冲压模具设计中的另一个重要工具。
通过CAE软件,设计师可以进行模具的结构分析和模拟,预测模具在工作过程中的应力和变形情况,从而优化模具的结构和材料,提高模具的使用寿命和稳定性。
二、数字化技术在冲压模具制造中的应用1. 数控机床数控机床是数字化技术在冲压模具制造中的重要设备之一。
通过数控机床,制造工人可以实现模具的自动化加工,提高加工效率和精度。
数控机床还可以进行加工路径的优化,减少加工时间和成本。
2. 3D打印技术3D打印技术是数字化技术在冲压模具制造中的新兴技术。
通过3D打印技术,制造工人可以快速地制造出模具的零部件,减少制造时间和成本。
3D打印技术还可以实现模具的快速修复和改进,提高模具的使用寿命和效率。
3. 激光切割技术激光切割技术是数字化技术在冲压模具制造中的另一个重要技术。
通过激光切割技术,制造工人可以实现模具的精密切割,提高加工精度和质量。
激光切割技术还可以实现模具的快速修复和改进,提高模具的使用寿命和效率。
汽车车身冲压模具数字化开发与应用

外工艺 补充和压 料面 的制作 。第二 ,产 品拉延 数模 的数字化 分析 , 果 中具 有代表性 的十次 结果 列出 ,结合 实际设 计经验 获得与 要求相 符合 的行李箱 外板拉 延数模 。在数 字化分析 过程 中 ,应基于 一定 外
最 后 ,将处 理后 的数据输 入计 算机 ,重 构三维 曲面 ,建 立三维 实体 可 导出拉延数 模并导入 A u t o F o r m,自动划分 网格 ,将数字化 分析结
%. 5 % 时才 能获得较 汽 车车身冲压模 具数字化 开发有 以下特 点 : ( 1 )主要基 于模具 汽车 覆盖件成 形时 ,各断面 上伸长变 量要达到 3 实物 并结合 一系 列建模手 段构建 模具 数字化模 型 ,直 观、快捷 ,引 好 的形状冻 结性 ,所 以压 料面任一 断面 曲线长度 应小于 拉深件 内部
物 到图纸 的思想 ,首先 ,采用测 量设备 测量零 件三维 数据 ,得 到零 状 简单 、毛坯塑 性变形 条件 良好、外 工艺补充 尽量减 小、利 于后续
件 可成形 信息 ,获取模具 型面 的三维 信息 ;其 次 ,根据 零件具 体工 工序 等原则 ,科学制定 工艺补充部分 。 序 特点建 立产 品工序数 模 ,数 字化分析 ,然后 对数据 点预 处理 ,利 关于行 李箱 外板拉 延模具 的数字 化开发 ,第一 ,对 零件 进行详 用 生成 的图表 、曲线、成 形数据 等进行 成形缺 陷分析 ,找 出缺 陷产 细 分析 ,建 立拉 延数模 ,利用 U G 软件将 零件 内孔封 闭 ,接 着就是 生原 因; 再次 , 以上 述分析结果为依据修 改设 计 , 优化 产 品工序数模;
勃发展和 市场竞争 的 日 益激烈 ,要求汽车车 身冲压模具从各个方 面都得到提升 ,以确保 生产质 量和效 率,缩短产 品开发周期 ,并 达到控制成本 的目 标 。本 文首先介 绍了汽车 车身冲压模具数 字化 开发特 点和流程 ,然后对 汽车行 李箱外板模 具数 字化设 计原则和数字化 开发 进行研 究,以期 探 索更为高效 、先进 、便捷的汽车车身冲压模 具数 字化 开发路径 。
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汽车热冲压模具的数字化铸造工艺研究
发表时间:2019-07-18T15:56:10.683Z 来源:《工程管理前沿》2019年第8期作者:张超[导读] 在成形和保压过程中,为了防止板料强度降低,同时进行淬火处理以获得在室温下具有均匀马氏体组织的超高强度钢构件。
精诚工科汽车系统有限公司顺平精工铸造分公司河北保定 072250
摘要:汽车热冲压技术是专门针对高强度钢板成型而提出的工艺,使用该工艺可以得到冲压强度在1500Mpa以上的冲压件,且得到的零件尺寸精度高,无回弹,材料的成型性能好,能一次冲压成型得到复杂的冲压件。
热冲压成型工艺一般是将高强度钢板加热到再结晶温度以上,完全奥氏体化之后再进行冲压成形,冲压成形后需要保压一段时间使零件形状尺寸趋于稳定。
在成形和保压过程中,为了防止板料强度降低,同时进行淬火处理以获得在室温下具有均匀马氏体组织的超高强度钢构件。
关键词:汽车;热冲压;数字化
1、数字化铸造工艺路线
快速成型技术可以加工制作各种形状的实体,将快速成型技术应用在汽车热冲压模具的加工制作,利用快速成型技术可以制作出铸造工艺中难以制作的随形水道砂芯,且砂芯为整体芯,可以极大的提高热冲压模具的成型成功率。
在汽车热冲压模具的数字化铸造工艺路线中,首先对模具进行铸造方案设计,此部分包括铸件分析、浇冒口设计以及分型设计;将得到分型各部分进行切片处理得到加工数据,将加工数据传输到快速成型设备中进行加工制作得到相应的砂型(芯);对砂型(芯)进行铸造前处理,将各部分按照分型设计组合后进行浇注试验:其中在各个加工制造过程中,使用三维扫描仪对各部分得到的产品,包括砂型(芯)以及最后得到的铸坯进行扫描,然后进行精度评价。
2、快速成型
快速成型技术(Rapid Protolyping)起源于上个世纪八十年代。
是一项融台CAD/CAM,激光,新材料以及伺服驱动等多种技术的新型制造技术。
快速成型技术的
基本原理是“分层制造,逐层叠加” ,成型过程首先将三维数字模型分成很薄的层:然后根据每一层的轮廓,利用计算机数控方法一层层加工;最后将加工的层依次堆积起来得到零件。
快速成型技术又称为增材制造,可以制作加工任意复杂程度的零部件。
传统加工方式制造周期长,成本高,不能适应多变的市场环境下的客户定制化需求。
而快速成型技术不需要生产线投资;能够更有效率地制造任意复杂形状的零件,不需要模具:特别适用于快速单件,小批量生产。
3、铸造以及铸造数值模拟技术
铸造的定义为:熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。
铸造是一项具有6000年历史的传统技术,铸造技术的发展推动着人类文明的进步。
铸造主要分为砂型铸造与特种铸造两大类,特种铸造又分为压力铸造、消失模铸造、金属铸造等。
砂型铸造以型砂为造型材料,将液态金属浇注在型腔内得到铸件。
特种铸造通过改变铸型的造型工艺与造型材料,对铸造充型过程进行一定控制来提升铸件的质量。
关于铸造的研究内容主要有二铸型的制作,铸造材料的选择以及铸造工艺的设计。
铸型质量的好坏直接关系到铸件的质量,铸型一般有砂型砂芯,它们组合后得到铸件浇注所需要的阴模。
一般在型砂中添加粘结剂,粘土以及树脂等来提高砂型砂芯的强度,在砂型砂芯中涂覆高温性能良好的涂料改善铸件的表面质量。
材料的选择研究是铸造研究的另一个热点,常用的浇注材料有铁合金,铝合金以及铜合金等,在航空航天领域,钛合金为代表的轻质合金也是铸造材料研究的热点。
铸造工艺的设计是铸造生产的核心,是能否生产优质铸件的关键。
铸造工艺研究包括浇注方案的确定,铸造工艺参数的选择调整,铸造工艺设备的选择以及铸造缺陷分析与质量检测等各个方面。
其中金属液充型过程中液面的变化状态及凝固温度场的控制是获得高质量铸件的关键所在以及研究热点。
传统铸造中,铸造工艺的设计与优化总是依靠铸造从业技术人员的经验以及从对多次浇注结果的分析总结。
对于复杂的铸件,需要付出很大的成本才有可能得到高质量的合格铸件。
而铸造数值模拟技术的出现并与实际铸造生产相结合,极大的缩短了铸造工艺设计优化的时间周期,降低了新产品的开发成本,减少不必要的重复性劳动。
铸造数值模拟涉及铸造理论、凝固理论、传热学、工程力学、数值分析、计算机图形学多个学科。
铸造数值模拟技术主要目的是通过计算,推测出可能出现的铸造结果,对铸造设计进行校核与优化。
铸造数值模拟过程包括前处理、工艺设计、校核检验以及后处理四个部分。
前处理过程为铸件的CAD数据输入;工艺设计过程为铸件浇注系统设计,冒口设计,冷铁的添加等过程:校核检验过程是将设计的结果可视化输出,对模拟计算结果进行分析,比如温度场,流动过程、铸造应力以及缩松缩孔等结果的分析,判断是否存在铸造缺陷;后处理为输出工艺技术文档,包括铸造温度,铸造时间的控制,为实际铸造提供技术支持。
结语:高强度钢板代替传统钢板可以减少车身重量并且提高碰撞安全性,实现汽车轻量化。
与传统钢板不同,高强度钢板的成型需要内部带有随形冷却水道的热冲压模具来保证零件的成型性要求以及良好的机械性能。
内部随形冷却水道的成功成型,是热冲压模具制造的重点以及难点。
目前提出的冷却水道成型方法有钻孔法,镶拼法,铸造预埋法以及陶瓷芯工艺等,这些工艺各自都有鲜明的特点,但是在实际生产中都存在一些缺陷。
参考文献:
[1] 刘洪军,李亚敏,曹驰.快速模具制造技术分析与发展趋势[J].模具工业,2012(03):63-66.
[2] 张国俊,孙志平,邹丽艳.铸造过程数值模拟的应用与展望[J].热加工工艺,2010(21).61-64.
[3] 恒勇,卢晨.数值模拟在铸造中的应用进展[J].铸造工程,2010(01):26-30.。