铸造数值模拟仿真报告
7XXX铝合金热顶半连续铸造的数值模拟的开题报告
7XXX铝合金热顶半连续铸造的数值模拟的开题报告一、课题名称：7XXX铝合金热顶半连续铸造的数值模拟二、课题背景：随着工业化的加速，资金、技术和设备的投入不断提高，铝合金在汽车、航空、轨道交通、化工、电力等领域中得到越来越广泛的应用。
在铝制品生产中，铝合金热顶半连续铸造技术为一种关键技术，得到越来越广泛的应用。
和传统的气体压铸，热压铸等铸造方法相比，热顶半连续铸造具有工艺简单、成本低、材料损失小、铸件性能高等优点。
因此，热顶半连续铸造正在成为发展绿色、高效、低成本铝制品生产的战略选择。
三、研究目的：对7XXX铝合金热顶半连续铸造过程进行数值模拟，预测铸坯的形变和温度变化，为优化铸造工艺和提高铸件质量提供理论依据。
四、研究内容：1. 建立7XXX铝合金热顶半连续铸造数值模型；2. 进行数值模拟分析，预测铸坯的形变和温度变化；3. 优化铸造工艺，提高铸件质量。
五、研究方法：本研究将采用有限元方法，建立7XXX铝合金热顶半连续铸造过程的三维数值模型，考虑温度场、应变场等物理场的变化规律。
在此基础上，进行数值模拟分析，预测铸坯的形变和温度变化，并通过优化铸造工艺，提高铸件质量。
同时，利用实验验证数值模拟的可靠性和准确性。
六、研究意义：本研究将为7XXX铝合金热顶半连续铸造工艺的优化提供理论依据，提高铸件质量，降低生产成本，提高生产效率，推动铝制品行业的可持续发展。
七、研究难点：1. 建立7XXX铝合金热顶半连续铸造过程的数值模型；2. 实验数据的获取与大量试验的验证；3. 铸造工艺参数的确定与优化。
八、研究计划：1. 前期调研，深入学习数字模拟铸造技术；2. 确定分析的物理模型，构建起数值模型；3. 进行模拟计算，分析热顶半连续铸造的变形和温度变化特征；4. 根据模拟结果，优化铸造工艺；5. 进行实验，验证数值模拟结果的可靠性；6. 完善研究论文。
基于ANSYS的铸件充型凝固过程数值模拟的开题报告
基于ANSYS的铸件充型凝固过程数值模拟的开题报告1. 研究背景铸造是一种重要的制造工艺，广泛应用于工业生产中。
铸造的过程中，充型凝固是其中最基本的环节之一，其质量直接影响着铸件的成型和性能。
传统的充型凝固过程试验需要大量人力、物力和财力投入，成本较高，同时也难以控制实验条件，因此利用数值模拟方法对铸造过程进行分析与预测就显得格外重要。
ANSYS是一种应用广泛的数值分析软件，它可以应用于多个领域的工程仿真，包括铸造领域。
基于ANSYS的铸造充型凝固过程数值模拟可以较为精确地模拟铸造工艺，对铸件质量控制有着重要的作用。
因此，本文拟研究基于ANSYS的铸造充型凝固过程数值模拟方法。
2. 研究内容本文主要研究基于ANSYS的铸造充型凝固过程数值模拟方法。
研究的具体内容包括：（1）建立充型凝固数值模型：通过ANSYS建立铸造模型，并在模型中考虑充型、凝固和冷却等因素，确定模型的边界条件。
（2）数值模拟求解：利用ANSYS的求解功能，对模型进行数值模拟，获得充型凝固过程的温度和流动场分布等参数。
（3）结果分析：对数值模拟结果进行分析，评估充型凝固过程的质量，提出改进方案并进行优化。
3. 预期成果本研究的预期成果主要包括：（1）建立基于ANSYS的铸造充型凝固数值模型，实现对铸造过程的数值模拟。
（2）通过数值模拟获得铸造过程中的温度和流动场分布等参数，并对其进行分析。
（3）评估充型凝固过程的质量，提出改进方案并进行优化。
4. 研究意义本研究的意义主要体现在以下几个方面：（1）通过数值模拟方法获得铸造过程中的温度和流动场等参数，可以更准确地评估充型凝固过程的质量。
（2）实现基于ANSYS的铸造充型凝固数值模拟，可以在一定程度上避免传统充型凝固实验的高成本和实验条件不易控制的问题。
（3）本研究的方法可以为铸造行业提供参考，为铸造过程的质量控制提供技术支持。
5. 研究进程安排本研究的进程安排如下：（1）前期准备阶段：熟悉铸造充型凝固过程数值模拟理论，了解ANSYS软件的使用方法，确定研究方向。
重力倾斜铸造的模拟分析报告
铸件充型初始位置
铸件充型终止位置
可以根据客户实际情况进行旋转速度设定，该 速度可以随时间的变化旋转角度的不同来控制。
2.模拟仿真结果(Simulation Result)
▶充型顺序结果(Overall Filling Pattern )
充型时间约为9秒 (The pouring time is about 9s)
变形量分布
3.分析和建议( Analysis and Recommendations )
▶缺陷
缺陷类型
具Hale Waihona Puke 描述原因缩松铸件的热节点处易产 生缩松
4. 数值模型和运算时间
▶充型和凝固耦合运算求 解
AnyCasting的充型和凝固耦合运算用了有限差分的网格 模型，通过真实模流（Real Flow)的求解技术，运用多 孔介质法和网格切割法，充分保证了网格模型与几何模
800 J/Kg*K (98℃) 0.63W/m*K (200℃)
1. 铸件及工艺设计(Cast and Process design)
▶模具设计方案(Mold Design)
浇口杯
(Pouring Basi n)
冒口 ( Riser)
重力方 向
砂芯(Core)
铸件(Cast) 模具(Mold)
图1. 模具设计方案
▶模具材料(Mold Material) ： H13
热物属性(Property)
参考值 (Reference Value)
密度(Density)
7682Kg/m^3 (200℃)
比热 (Specific Heat)
522 J/Kg*K (200℃)
热传导系数 (Thermal Conductivity)
铸造过程数值模拟综合实验报告书
大连理工大学本科生实验报告课程名称：材料成型过程计算机应用实验学院（系）：材料科学与工程学院专业：材料成型与控制工程班级：学号：学生姓名：年月日铸造过程数值模拟综合实验报告要求铸造过程数值模拟综合实验课程共包含三个实验内容：激光点光源加热过程的ANSYS模拟、小方坯连铸过程数值模拟实验、铸造应力的PROCAST数值模拟实验。
实验前通过实验资料进行预习，实验结束得到的计算结果也上传到自己的邮箱里，课后将下载的适当图片粘贴到实验报告相应位置，并打印实验报告。
具体要求如下：1、六个实验全为必做实验，并完成实验报告（每个实验中的选做部分可根据个人条件选择完成，不做硬性规定）。
2、进行实验之前，学生需要进行课程预习，了解相关原理；同时参照实验说明书（下载打印）完成实验报告的前四项内容（手写）——实验目的、实验原理、实验设备和实验步骤。
实验老师对学生的预习情况进行检查。
实验完成后要填写实验报告中实验数据结果分析以及实验思考题中的相应内容。
3、实验过程中按照实验教材的实验步骤要求展开实验，如遇到难题可向实验指导老师或者助教咨询。
4、实验课资料的下载和实验结果的上传：实验过程中：实验中学生需在工作目录下新建“学号_实验名称”的文件夹，将拟上传的实验结果保存到此文件夹中。
允许同学将实验结果发送到自己邮箱中供自己下载。
5、实验报告的提交：根据教材的输出要求将下载的适当图片粘贴到实验报告相应位置，并打印实验报告，手写补充实验报告的其他内容。
在实验课结束后一周时间内，以班级为单位将实验报告统一提交到实验指导老师处。
6、未提交实验报告，或经查实属于抄袭实验报告或者编造原始数据者，实验课成绩以零分处理。
实验名称：激光点光源加热过程的ANSYS模拟实验目的实验原理和内容实验仪器设备（软件）实验步骤与操作方法实验数据记录与处理实验结果分析实验思考题实验名称：小方坯连铸过程数值模拟实验实验目的实验原理和内容实验仪器设备（软件）实验步骤与操作方法实验数据记录与处理实验结果分析实验思考题实验名称：铸造应力的PROCAST数值模拟实验实验目的实验原理和内容实验仪器设备（软件）实验步骤与操作方法实验数据记录与处理实验结果分析实验思考题10。
锻件仿真分析报告模板
锻件仿真分析报告模板1. 引言本报告旨在对锻件进行仿真分析，并评估其结构强度和成形性能。
通过仿真分析，本报告可以提供科学的数据支持，帮助制造商或设计师在产品设计阶段预测和优化锻件的性能，提高产品质量和效率。
2. 锻件材料与几何参数2.1 锻件材料锻件材料采用XX钢，其机械性能参数如下：- 弹性模量：XX GPa- 屈服强度：XX MPa- 抗拉强度：XX MPa- 延伸率：XX%- 硬度：XX HB2.2 锻件几何参数锻件的几何参数如下：- 长度：XX mm- 宽度：XX mm- 厚度：XX mm- 切宽：XX mm3. 分析方法本仿真分析使用有限元方法对锻件进行模拟。
具体步骤如下：1. 导入锻件的三维几何模型。
2. 定义边界条件和加载情况。
3. 网格划分，将锻件分割成有限元单元。
4. 定义材料属性，包括弹性模量、屈服强度等。
5. 执行仿真分析，计算锻件的应力、应变分布，评估结构强度和成形性能。
6. 分析结果可视化，生成应力云图、位移云图等。
4. 结果分析与讨论4.1 结构强度评估根据仿真分析结果，锻件在加载过程中产生了较大的应力集中现象。
最大应力出现在切宽的位置，达到XX MPa，超过了材料的屈服强度。
这表明锻件在这个位置存在强烈的拉伸应力，有可能引发裂纹和断裂。
为了提高结构强度，可以采取以下措施：- 增加切宽的圆角半径，减小应力集中；- 采用高强度材料进行锻造；- 优化模具设计，减小切宽的夹角。
4.2 成形性能评估根据仿真结果，锻件在成形过程中发生了塑性变形，可以成功地得到所需的形状。
成形过程中的最大应变位于锻件的边缘位置，达到了XX%，表明锻件有良好的可塑性。
然而，锻件在成形过程中也出现了一些问题，如锻件内部的应变不均匀，可能引起变形不均匀或裂纹。
解决方法包括：- 优化锻造工艺参数，如温度、变形速率等；- 增加模具润滑油的使用，减小摩擦阻力；- 优化模具设计，减少应变集中。
5. 结论综上所述，基于有限元分析的锻件仿真可以预测和优化锻件的结构强度和成形性能。
《2024年低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文
《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言低压铸造技术是铝合金轮毂制造过程中广泛应用的一种铸造工艺。
它结合了计算机技术和精密铸造设备，为制造业提供了更加精确、高效率的制造方式。
通过数值模拟与工艺优化的研究，我们不仅可以对生产流程进行仿真分析，还可以优化工艺参数，提高产品质量和降低生产成本。
本文将就低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化进行详细探讨。
二、低压铸造铝合金轮毂的数值模拟1. 模型建立在数值模拟过程中，首先需要建立铝合金轮毂的几何模型。
通过CAD软件进行建模，并导入到有限元分析软件中。
在模型中，需要考虑到轮毂的几何形状、尺寸、材料属性等因素。
2. 材料属性设定设定材料属性是数值模拟的重要环节。
根据铝合金的材料性能，设定好材料的密度、导热系数、热膨胀系数等物理参数。
这些参数将直接影响数值模拟的结果。
3. 数值模拟过程在设定好模型和材料属性后，进行数值模拟过程。
这个过程包括填充、凝固和收缩等阶段。
通过模拟填充过程，可以观察到金属液在模具中的流动情况；通过模拟凝固和收缩过程，可以预测产品的质量和可能出现的缺陷。
三、工艺优化1. 填充速度优化在低压铸造过程中，填充速度对产品的质量和性能具有重要影响。
通过数值模拟，可以分析不同填充速度下金属液的流动情况，找到最佳的填充速度，从而提高产品的质量。
2. 温度制度优化温度制度是低压铸造过程中的重要参数之一。
通过优化温度制度，可以控制金属液的凝固过程，减少产品缺陷的产生。
通过数值模拟，可以分析不同温度制度下产品的质量和性能，从而找到最佳的温度制度。
3. 模具设计优化模具设计对产品的质量和性能具有重要影响。
通过优化模具的设计，可以提高产品的质量和降低生产成本。
在模具设计中，需要考虑到模具的材质、结构、冷却系统等因素。
通过数值模拟，可以分析不同模具设计对产品的影响，从而找到最佳的设计方案。
四、结论通过数值模拟与工艺优化的研究，我们可以对低压铸造铝合金轮毂的生产过程进行仿真分析，优化工艺参数，提高产品质量和降低生产成本。
《挤压铸造过程数值模拟及工艺优化》范文
《挤压铸造过程数值模拟及工艺优化》篇一一、引言挤压铸造是一种重要的金属铸造工艺，广泛应用于各种工程领域。
为了更精确地掌握和控制挤压铸造过程，提升产品的质量、降低成本、优化工艺参数，进行数值模拟及工艺优化至关重要。
本文将对挤压铸造过程进行数值模拟，并通过分析模拟结果来探讨其工艺优化。
二、挤压铸造过程数值模拟1. 模型建立在挤压铸造过程中，模型建立是数值模拟的基础。
通过CAD 软件建立铸件、模具及挤压装置的三维模型，并导入有限元分析软件中。
在模型中考虑材料的物理性能、热传导性能、流变特性等关键因素。
2. 材料选择与参数设置根据所使用的合金材料和实际生产要求，设置合适的材料参数。
这些参数包括材料密度、比热容、热导率等，对于流动性和热物理性质的不同阶段要详细描述。
此外，挤压铸造过程中压力、温度等关键工艺参数也需根据实际进行设置。
3. 数值模拟过程利用有限元分析软件对挤压铸造过程进行数值模拟。
这一过程包括模具填充、冷却凝固、压力释放等关键阶段。
通过数值模拟可以观察材料在各个阶段的流动状态、温度分布以及应力变化等。
三、工艺优化探讨1. 填充过程优化通过数值模拟结果，可以观察到铸件在填充过程中的流动状态。
针对流动不均匀或出现涡流等问题，可以通过调整模具设计、改变浇注速度和压力等措施进行优化。
同时，合理的填充顺序和速度控制也是提高产品质量的关键因素。
2. 冷却凝固过程优化冷却凝固是决定铸件质量的重要环节。
通过数值模拟分析，可以找出温度梯度较大的区域和潜在的热应力集中点。
根据这些信息，可以调整冷却速率和模具温度分布，以改善铸件的凝固过程和力学性能。
3. 工艺参数优化工艺参数的优化包括压力、温度、时间等关键因素的调整。
通过数值模拟分析，可以确定最佳的工艺参数组合，以提高产品质量、降低成本和减少生产周期。
同时，根据生产需求和市场反馈，可以不断调整和优化这些参数，以适应市场的变化。
四、实际生产中的效果与应用通过在生产实践中应用数值模拟的结果和工艺优化的方法，可以实现更好的产品设计和制造。
铸造过程的数值模拟
铸造过程的数值模拟1零件分析本次铸造过程的数值模拟所用的零件为方向盘，该零件结构复杂，并且在实际使用过程中，需要承受较大的扭转力，因此选用镁合金并采用压铸工艺。
此项工作需要在方向盘上建立合适的浇注系统和溢流槽，进行充型模拟，得到合理的压铸方案。
在建立浇注系统之前，需要合理选择分型面，然后选择浇注系统的内浇口位置，待浇注系统建立好之后，进行一次预模拟，从而确定溢流槽的数量和位置。
2工艺设计2.1浇注系统该铸件的分型面为铸件的最大截面，选定的浇注系统在铸件上的位置如下图所示。
rr 口斗+带〒 *”斗-T已知数据有：压室直径60mm，压室速度0.1m/s-3m/s，铸件材料AM50A，方向盘质量595g，压射温度685C。
查表取值：AM50A 镁合金密度1.75g/cm3;充填时间t= 0.05s;内浇口厚度b=2.5mm ;取充填速度v仁50m/s。
铸件的体积v= — = —95 =340000mm 3; P 1.75根据经验，可以取溢流槽的体积为铸件体积的10%，则溢流槽的体积v^ 34000mm3。
计算内浇口面积（V铸件+ V溢流槽）vt 二340 34-50 0.05二149.62mm内浇口宽度s c2 b冲头速度4v 1s 4x 50 x149.6 “ , V222.65 m / snd兀汽60横浇道选用等宽横浇道厚度 bh=10mm ，斜度10°，宽度B=（ 1.25-3）An/bh ;圆角半径 r=2mm ,横浇道宽2度为 30mm 。
增压时间 k=1.5s ，:=0.005 t = k ： b 1.5 0.005 9 = 0.0675s 直浇道的设计因为压室直径为60mm ，因此可以将直浇道与压室相连处的直径设计为 60mm ，直浇道的高度为40mm ，拔模斜度为5 °。
2.2排溢系统根据前面所述，溢流槽的总体积设计为铸件总体积的10%,则v^ 34000mm 3。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本科生课程考核试卷
科目：教师：
姓名：学号：
专业：
上课时间： 20 年月至20 年月
考生成绩：
阅卷教师 (签名)
一、前言
计算机辅助设计（Computer Aided Design,简称CAD）：是指工程技术人员以计算机为辅助工具，完成产品设计构思和论证、产品总体设计、技术设计、零部件设计和产品图绘制等。
狭义铸造工艺CAD：即工艺设计，指用计算机软件在计算机上设计浇注系统、冒口、溢流槽、排气槽、冷铁、型芯等。
并进行工艺图绘制。
铸造工艺CAD可将计算机的快速、准确和设计人员的经验、智慧结合起来。
改变上千年的手工设计方式，缩短工艺设计周期，提高设计水平，提高产品的质量和竞争力。
二、产品分析及初步方案
图1 图2
如图1和图2所示，该产品为方向盘，此模型是一个方向盘，结构复杂，并且在实际使用过程中，需要承受较大的扭转力，一般为锌合金，或者铝合金，我们做模拟时就采用更便宜、更轻的镁合金并采用压铸工艺生产。
初步拟定工艺设计过程如下：
1. 初步方案设计
2.压铸工艺有关参数的选取
3.根据产品体积，确定内浇口面积及形状。
4.横浇道和直浇道方案设计
5.根据确定的参数，利用CATIA软件作出浇注系统三维模型。
6.利用Anycasting模拟充型过程
三、具体设计过程
1.初步方案设计
图3
金输液流动方向如图3所示，此零件结构复杂，在高压浇注过程中，充型速度很快，易产生激溅、铁豆，且型腔中气体不易于排除，所以根据上述易产生的缺陷，应采用底注式浇注系统，它不但能改善上述缺陷，还可以使内浇道很快被金属液淹没，实现快速平稳充型。
同时型腔中液面升高后使横浇道较快充满，较好挡渣，利于得到外形精美、质量优良的铸件。
由于此零件模型中间部分较为复杂，四周比较简单，中间位置充型易出现问题，所以浇注系统的位置应该选在下面部位上。
2.压铸工艺有关参数的选取
图4
铸件材料为AZ91D镁合金，
铸件体积经UG计算为V铸 =m/p =760/1.8=422.2 cm3 金属液质量G=0.76kg
液态金属密度p =1.8g/cm2
充填速度Vg=40m/s
型腔的充填时间 t=0.05s
根据产品体积，确定内浇口面积及形状。
公式：
A ---内浇口截面积；
G ---通过内浇口的金属液质量;
p --- 液态金属密度；
V --- 充填速度；
t ---型腔的充填时间；
注明：公式从《压铸工具磨具手册》潘宪曾机械工业出版社 4-1查得。
通过公式计算得：内浇口截面积 A =211.1 cm2
但是由于有两个内浇口，所以内浇口截面积为105.5 cm2 又根据产品尺寸，确定内浇口截面形状为梯形。
3.横浇道和直浇道方案设计
图5
①采用等宽横浇道
H=(5-8)T=12mm
W=3A/D=26.375mm
r=2mm
②直浇道的尺寸
压室直径：D＝60mm
浇口套 D=60±0.76mm
横浇道宽度=内浇口宽度=26.375mm
4.根据确定的参数，作出浇注系统三维模型。
图6内浇道和横浇道
图7 浇注系统俯视图
图8 浇注系统侧视图5.利用Anycasting模拟充型过程
图9 导入STL
图10 设置实体格式
图11 设置铸型
图12 设置求解域
图13 均匀划分网格
图14 划分可变网格（难点）
图15 任务设定
图16 材料设置
图17 浇口设置
图18 界面换热条件
图19 浇口设置
图20 流动模型（标准K-e模型）
图21 求解条件设定（一般为默认）
图22 求解运算
图23 充型过程
图24 充型过程
四、总结
通过几周的学习和探讨，我初步掌握了铸造零件分析、浇注系统工艺设计、计算机三维制图以及Anycasting的简单模拟仿真操作，这种实践课程很好的检验了我们的知识理解和掌握程度，在课程进行的过程中，我也遇到了许许多多的问题如：浇注系统工艺参数计算、三维造型如何拔模、AnyCasting网格划分不正确等，虽然老师上课都认真讲过，但是我没有认真听讲，所以在这个课程进行中很多时间都花在查阅资料、了解软件、向同学请教这几个方面上，虽然最后做出的效果感觉不理想，但是我也从中受益匪浅，不仅锻炼了我们动手解决问题能力的同时，也加深了我们对铸造浇注系统理论知识的理解和三维造型软件及仿真软件的了解。
最后模拟的结果不太理想可能有以下几个原因:
1）源文件破损或者方案设计还存在需要优化的地方
2）在参数设定上可能存在一些小小的差异
3）划分可变网格不太成功，个别轴上可能存在重复划分
4）在模拟过程中的具体操作中，我仅仅针对能操作的选项进行了设定，对于反复尝试后仍然没有响应的选项没有进行操作。