铝合金汽车轮毂低压铸造数值模拟缺陷预测及改进措施

以铝合金汽车轮毂为研究对象,运用铸造模拟软件进行了低压铸造数值模拟计算,获得了充型和凝固的动态过程,观察到了低压铸造中金属液流动的状态,获得了金属液停止流动和凝固的时间点以及预测了存在缩松缩孔缺陷。根据模拟结果进行改进并重新进行模拟,结果表明,充型过程中金属液流动更加平稳,凝固过程中可能产生的缩孔、缩松等缺陷得到有效的消除。

基于近似因子分解法的铸造充型过程数值模拟研究

目前求解流动过程中速度场、压力场最常用的方法是SOLA法,在求解过程中由于需要在连续性方程、动量方程间反复迭代,所以计算效率不高。采用近似因子分解法进行速度场、压力场求解,由于在求解过程中每一步均可采用托马斯算法求解三对角方程,所以计算简单,可有效提高计算效率。最终建立了基于有限差分法的流动场数值模拟程序,并针对Benchmark件进行了充型过程流动场数值模拟,通过对比模拟结果与实验结果,验证了计算模型的正确性。

基于有限差分法和光滑粒子法的镁合金充型模拟

针对Benchmark件,采用有网格方法(FDM)和无网格方法(SPH)进行充型过程数值模拟,并将模拟结果与WinCast计算结果进行了比对,从而验证了两种方法的有效性和正确性。由于SPH方法可通过追踪粒子的运动得到整个物理系统的特性,无需采用专门方法确定自由表面,在数学模型上具有一定优势。

基于近似因子分解法和SPH法的医用挤压铸件充型模拟

采用近似因子分解法、光滑粒子流体动力学法进行挤压铸造充型过程数值模拟研究。模拟结果显示,近似因子分解法、光滑粒子流体动力学法(SPH)计算结果与Win-cast铸造模拟软件计算结果基本一致,从而验证了两种方法的有效性和准确性。由于SPH的粒子携带材料性质,能够在空间中运动,较传统的有限差分法而言,不存在自由表面和运动物质交界面等的位置难以精确确定的问题,在数学模型的建立方面具有一定优势。