铝合金汽车零部件铸造数值模拟研究进展

随着新能源汽车市场规模的急剧增长,汽车轻量化的需求愈加迫切,铸造铝合金零部件在整车中所占的比重也日益扩大。介绍了铝合金汽车零部件的常用铸造工艺,包括砂型铸造、重力铸造、压力铸造、低压铸造、差压铸造和挤压铸造等,并从性能、效率、质量、成本和典型应用角度进行了对比。介绍了一体式压铸和砂型3D打印铸造技术等新型铸造技术。从数学模型和数值计算方法两方面对铸造数值模拟技术的发展历程进行了综述,总结了流动场、温度场、应力场和微观组织的数学模型以及充型和凝固过程的数值模拟计算方法研究现状。对比分析了主流的铸造成型数值模拟软件。总结了铸造数值模拟前处理的网格划分技术、热物性参数和边界条件的设置,以及后处理模块可视化技术和开发结果验证方法。介绍了铸造数值模拟技术的应用和发展,包括指导模具设计、优化工艺参数和开发集成计算平台,并且介绍了在新型铸造技术中的发展和应用。最后,分析了当前存在的问题并展望了未来的研究方向。