基于ANSYS的铸造过程热应力数值模拟

基于有限元软件ANSYS Mechanical对ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料(HCCI/ZTAP)的铸造过程的热应力进行了数值模拟。运用热弹塑性模型准确描述了铸造过程中的热应力,对比了预制体中不同形状的孔所产生的热应力,预测了热裂等缺陷。结果表明,随着孔的边数增加,热应力逐渐减小。模型可以很好地预测裂纹等缺陷。

基于FLUENT的ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料充型过程数值模拟

基于有限元软件FLUENT对ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料(HCCI/ZTAP)的充型过程进行了数值模拟。运用PISO算法求解了三维的控制方程,运用VOF模型和多相流模型准确描述了充型过程中金属液自由表面的位置,运用多孔介质模型模拟了金属液在多孔预制体内部的流动情况。预测了气孔、浇不足、缩孔等缺陷。结果表明:模拟结果与实验结果相吻合,最优的顶注式浇注工艺是浇注速度0.2 m/s和浇注温度1843 K。

ZTA_p/HCCI复合材料凝固过程中的温度场和热应力的数值模拟

基于有限元分析软件,模拟了在铸造过程中ZTA(Zr O2增韧Al2O3)陶瓷颗粒增强高铬铸铁基(HCCI)复合材料的温度场和热应力。在凝固初期分别以均匀初始温度和非均匀初始温度研究了铸件凝固过程的温度场。充型结束后,当把凝固的初始温度当作不稳定温度场时,更接近实际条件。在研究铸件的温度场过程中,考虑了不同蜂窝形状预制体对温度场的影响。应用了热弹塑性力学模型精确地描述了铸件热应力分布。分别研究了含有不同结构预制体的铸件的热应力,结果表明:热应力会随着预制体孔的边数的增加而逐渐减小。最后预测了热裂纹缺陷,优化了落砂工艺参数。模拟结果和实验结果高度吻合。