基于Web的铸件温度场可视化

为了满足铸造CAE网络化应用需求,聚焦于铸件温度场可视化,研究基于ECMAScript2015(ES6)标准的本地文件访问、基于HTML5画布元素的绘图以及网格实体的计算机图形学等关键技术,开发了一套铸件温度场可视化的Web应用程序。该程序运行时,所有交互操作都在客户端完成,不需要后台支撑,更为重要的是,操作便捷的图形化工具按钮以及实时渲染的真实感网格实体可以带来优良的用户体验。

大型铸钢件凝固过程数值模拟

铸钢件凝固收缩大,铸造工艺复杂,进行凝固过程计算机模拟十分必要。本文基于有限差分法建立铸钢件凝固过程传热计算的数学模型,开发铸钢件凝固过程三维温度场数值模拟分析软件。利用该软件计算了大齿轮毛坯铸钢件凝固过程的温度场,结果与实际情况吻合较好。

铸造CAE系统的网格剖分技术

基于有限差分法和标准模板库(STL),研究铸造计算机辅助工程(CAE)系统中的网格剖分关键技术,具体包括STL实体截面轮廓快速生成、容错处理,以及截面网格信息的快速提取等技术.由于实现了容错处理技术,对于既定的铸件/铸型系统,其对应的STL数据文件即使存在一定的错误也可以顺利实施网格剖分,这就充分保证网格剖分的安全性和稳定性.特别地,由于采用了较为简单的数据结构及简洁的算法,所以确保网格剖分程序的高效率运行.最后,利用上述网格剖分技术成功实现三维铸件/铸型系统的网格剖分.

顶注式浇注系统模拟分析

结合简单形状铸件,对顶注式浇注系统的充型过程进行了数值模拟。结果表明:充型过程很不平稳,金属液呈喷溅状充填型腔;直浇道压力头几乎无作用;由于剧烈涡旋的影响,铸件温度分布较均匀。这些特点与实际顶注式浇注系统较吻合。

铸造CAE系统前置处理模块中三维实体截面实时显示技术

介绍了铸造CAE系统前置处理模块中的截面形状实时显示技术,该技术包括STL模型拓扑信息重构、截面轮廓线快速生成以及扫描线填充等核心算法。这些算法具有易于编程、运行速度快的特点,同时具有很强的可移植性。

液态金属充型过程三维流动场数值模拟

基于有限差分法建立液态金属充型过程流动计算的数学模型,使用SOLA-VOF数值模拟技术开发液态金属充型过程三维流动场数值模拟分析软件.然后,利用该软件计算标准实验铸件充型过程的三维流动场,结果与经典算例近似,表明该软件关于流场的计算精度较高.

铸造CAE系统后置处理模块中的DIB绘图技术

从有限差分均匀网格系统的特殊性出发,介绍了采用DIB显示温度、流动数据的相关技术,诸如投影计算和消隐处理、加快遍历网格速度算法、实时动画和DIB的显示等。

底注式浇注系统仿真分析

结合简单形状铸件,对底注式浇注系统进行了充型过程仿真计算。结果表明,充型过程较平稳,直浇道压力头作用明显,铸件温度分布呈现上低下高特征。这些特点与实际底注式浇注系统较吻合。

过冷熔体枝晶生长的相场法数值模拟

利用相场法模拟纯物质过冷熔体中的枝晶生长过程,研究各向异性强度、过冷度、扰动等对枝晶生长的影响.结果表明,扰动会促发侧向分枝的形成,但不影响枝晶尖端的稳态生长行为;随着各向异性强度的增大,枝晶尖端生长速度加快,枝晶结构特征愈加明显;过冷度的增加,枝晶尖端稳定性遭到破坏,甚至出现分叉.讨论网格步长对模拟结果的影响,指出在兼顾精度与效率的同时应优先选取粗网格.

枝晶生长的相场法数值模拟

利用一个简单的相场模型,对过冷熔体中枝晶的生长形貌进行数值模拟,定性分析各向异性强度、无量纲潜热及扰动因子等对枝晶形貌的影响.结果表明,枝晶主干生长速度随着各向异性强度的增大而增大,并且枝晶结构强烈依赖于各向异性强度;随着无量纲潜热的增大,晶体生长过程中枝晶结构特征愈加明显;扰动对枝晶结构特征有一定的影响,随着扰动因子的增加,枝晶间竞争生长加剧.

液态金属充型过程流动与传热数值模拟

根据有限差分法原理,对液态金属充型过程中同时发生的流动与传热过程,用在微小时间段内独立的流动与传热过程近似表示.结合温场数值模拟与流场数值模拟技术,开发铸件成形过程流动场与温度场耦合的数值模拟软件,并利用该软件对标准实验铸件充型过程进行耦合分析.研究结果表明:该方法不需要求解用能量平衡法建立的,考虑了流动对传热影响的复杂方程,有利于提高流动与传热耦合数值模拟的计算速度;自主开发的金属液态成形工艺分析系统的"耦合"计算功能是有效的,且计算精度较高.

铸造CAE系统后置处理模块中"无锯齿化"算法

基于OpenGL技术的铸造CAE系统后置处理模块中"无锯齿化"算法,论述了为建立该算法起核心作用的"长方体与截平面求交"算法与"截平面相交的铸件立方单元网格的合并"算法。

一种实用的任意形状平面的三角封闭算法

基于三维实体与剖切平面求交得到的任意形状平面,提出一种实用的三角封闭算法.首先,确定环属性,将普通环划分为内环或外环;其次,将相关的内、外环合并为一系列填充区域;最后,利用前沿推进法实现填充区域的三角化.大量算例表明,该算法简明、实用,且稳定可靠.

基于Web的毕业设计选题系统的设计与实现

基于Web,利用ASP和数据库技术,采用B/S模式,设计并实现了一个毕业设计选题系统。该系统界面友好、功能丰富、稳定可靠。通过该系统可以实现毕业设计题目的在线报送、审核和选择,既方便了教师和学生,又提高了工作效率,最重要的是提高了选题操作的实时性、透明性和公平性。

C++语言应用中的若干问题与对策

针对C++语言应用中碰到的有关特殊语法点,诸如拷贝构造函数、转换函数、运算符重载函数、模板函数等,具体阐述了这类特殊函数的定义,实现及具体应用。

中注式浇注系统仿真分析

在SOLA-VOF(solution algorithm-volume of fluid)有限差分流体力学计算方法和傅里叶导热定律的基础上,开发液态金属充型过程流动场和温度场的计算程序.并利用该程序,对带有中注式浇注系统的简单形状铸件进行充型过程仿真计算.结果表明:充型过程不平稳,存在两个明显的涡旋区,直浇道压力头作用不充分,涡旋区流体温度分布较均匀,仿真分析特征与实际注式浇注系统较吻合.

用Cellular Automaton模型方法模拟二元合金多晶粒枝晶生长

研究并针对CellularAutomaton凝固组织模拟方法的物理本质、数值计算方法以及在凝固微观组织模拟中的应用进行了探索。并利用CellularAutomaton凝固组织模拟方法,求解了Al4.5Cu等轴晶多个枝晶同时生长过程。模拟结果和试验结果吻合很好。

Moldflow辅助壳形注塑件变形分析及其加强筋的优化设计

基于Moldflow软件,通过改变塑件上加强筋的厚度、高度及浇口位置,对典型壳形注塑件的收缩和翘曲变形进行模拟成型分析,并优化设计加强筋.结果表明:加强筋会减小塑件的收缩率并影响翘曲变形量,塑件翘曲变形受加强筋的厚度影响比较大,且与浇口形式及其位置有关,加强筋的高度变化对变形影响不显著.加强筋的厚度与塑件基体壁厚不同,造成收缩不均导致翘曲变形,变形量随着加强筋厚度的加大,呈现先增大后减小的趋势.通过选取合理的浇口位置及加强筋尺寸,可以利用塑件基体部分的翘曲与加强筋所引起的翘曲相互抵消,从而减小塑件的总体变形量.

用Cellular Automaton模型方法模拟二元合金枝晶生长

研究并针对CellularAutomaton凝固组织模拟方法模型的物理本质、数值计算方法以及在凝固微观组织模拟中的应用进行了探索。并利用CellularAutomaton凝固组织模拟方法,求解了Al-4.5%Cu等轴晶枝晶生长。

Monte-carlo时间步长的求解与铸件截面组织模拟

研究了MonteCarlo时间步长的本质及其数值计算方法;导出了MonteCarlo时间步长与生长概率Pg、网格尺寸Δx、生长速度v的关系;并利用求解出的MonteCarlo时间步长,模拟了Al4.5%Cu合金凝固的微观组织。准确求解MonteCarlo时间步长,将金属凝固的宏观模型和微观模型结合起来,可以反映出液体金属中的实际温度、浓度动态分布情况,从而能够很好地模拟金属的凝固组织形成过程。