材料成型計算機模擬——鋁合金殼體班級：成型1304班主講：張陽（20132384）成員：楊夢奇（20132354）

蔡圣（20132379）一、設計流程1.實體建模2.分析材料，技術要求確定模擬（微觀組織，應力場等）3.運用模擬軟件模擬，根據模擬結果分析缺陷，再重新設計工藝方案（冷鐵，冒口，出氣孔，澆筑系統等）4.確定最終方案，完成說明書（工藝，工裝）二、軟件介紹——PROCAST三、模擬流程1.造型實體導入軟件2.網格劃分。（Visual-Mesh）3.物性賦值（各種物理參數）(Visual-Cast)4.觀察運行結果(Visual-Viewer)軟件界面示意2.劃分網格Visual-Mesh2.1劃分網格流程1.檢查表面連接2.合并相交面3.檢查并分離相交體4.面網格，體網格劃分2.2網格劃分成功3.物性參數Visual-Cast3.0參數設置流程3.1模擬參數設置3.2定義實體單元類型3.3換熱系數3.4運行條件設置3.5重力方向3.1模擬參數設置3.2定義實體單元類型3.3換熱系數3.4運行條件設置3.5重力方向四、模擬結果Visual-Viewer五、模擬結果分析與改進（1）鑄件充型過程的模擬分析（2）補縮系統的分析與改進（3）計算機模擬分析(1).鑄件充型過程的模擬與分析經過前期的模擬分析和比較，選擇了該種澆注系統如圖所示為充型50%時的速度場，可以看出充型較平穩。(1).鑄件充型過程的模擬與分析分析：鑄件充型100%時的AirEntrainment（裹氣情況）可以看出裹氣較少，該澆注系統設置合理，內澆道避開紊流區。(1).鑄件充型過程的模擬與分析分析：右圖為鑄件厚大部位（截面）的縮松縮孔現象，縮孔縮松分布較為集中，利于設置冒口的補縮。(1).鑄件充型過程的模擬與分析右圖為邊緣凸臺（截面）縮松縮孔現象，可以看出邊緣凸臺無縮松縮孔現象的存在。(1).鑄件充型過程的模擬與分析(2).補縮系統的分析與改進(2).補縮系統的分析與改進補縮方案一：使用普通冒口和出氣孔進行模擬，可見縮松縮孔并未消除。(2).補縮系統的分析與改進為了進一步分析該方案縮松縮孔缺陷產生的原因，我們對該方案冒口澆注系統凝固70%溫度場進行分析，如圖所示。可以看出冒口金屬液過早凝固，早于厚大部位到達固相線，冒口金屬液無法對厚大部位進行補縮。(2).補縮系統的分析與改進優化方案：使用普通冒口無法達到預期效果，鑒于該鑄件壁厚較薄，且中間型腔較大，冒口和冷鐵的配合使用效果不明顯，保溫冒口有較好的補縮效果，故使用保溫冒口。將冒口優化為保溫冒口后，再次進行模擬，由圖3.9可見縮松縮孔全部集中在冒口的位置，該補縮系統設計合理。（3).計算機模擬分析采用本工藝方案得到不同時間的凝固溫度場，如圖3.10所示。可知，該鑄件凝固過程基本符合由下到上、從外到里的順序凝固原則，能獲得內部致密、表面完整的鑄件。（3).計算機模擬分析對鑄件的不同時間的速度場進行模擬分析，如圖3.11所示。可知，整個充型過程為均勻平穩，能夠減少缺陷的產生。（3).計算機模擬分析由于鑄件技術要求中不允許出現裂紋,對鑄件應力場進行模擬。如圖3.12所示，模擬鑄件熱裂與冷裂。可以看出澆注系統和冒口的