凝固过程模拟仿真课程论文--铸造过程数值模拟的研究发展现状

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1、凝固过程模拟仿真课程论文铸造过程数值模拟的研究发展现状(Researchonthedevelopmentstatusofnumericalsimulationofcastingprocess)学院名称：材料科学与工程学院专业班级：复合材料1102学生姓名：不知道学号：3110703451指导教师：怯喜周凝固过程模拟仿真铸造过程数值模拟的研究发展现状摘要：随着电子计算机技术的飞速发展，铸造工艺计算机辅助设计CAD，铸件凝固过程数值模拟CAE等多项技术已大量应用于生产实际。工业发达国家制定的下一代制造（NGM）计划所提出的十项关键基础技术中就包括建模与仿真。铸件的

2、凝固过程数值模拟技术主要包括铸件及其工艺的几何造型、三维传热数值计算技术和缺陷判据这三部分，并可对凝固过程中出现的缺陷进行预测，评判铸造工艺设计的合理性，以减少工艺实验的次数，降低工艺设计成本，提高工艺出品率和合格率。关键词：凝固模拟；数值仿真；铸造CAE；CAD；铸造充型；ResearchonthedevelopmentstatusofnumericalsimulationofcastingprocessAbstract:withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,computeraideddesignoffoun

3、drytechnologyCAD,numericalsimulationofcastingsolidificationprocessofCAEandmanyothertechnologyhasbeenwidelyappliedinactualproduction.Industrialdevelopedcountriestodevelopthenextgenerationmanufacturing(NGM)aretenkeybasictechnologyplanputforwardinincludesmodelingandsimulation.Thecastin

4、gdefectsofcomputingtechnologyandcriterionofthisthreepartofnumericalheattransfer,including3DgeometricmodelingandSimulationoftheprocessofcastingsolidificationprocessnumerical,andtopredictthedefectsthatappearduringthesolidificationprocessofcastingprocessdesign,evaluationofrationality,i

5、nordertoreducethetimesofexperimentprocess,reducethedesigncost,increasetheprocessyieldandthequalifiedrate.Keywords:solidificationsimulation;numericalsimulation;CAECAD;casting;moldfilling;1前言-9-凝固过程模拟仿真凝固在自然界及人类生产实践中占有十分重要的地位。从熔岩冻结为地壳到海洋中冰山浮现,都是自然演进历程中凝固过程的重要体现。而在人类的生产实践中,从矿石冶炼到金属构件的铸

6、造成形、焊接组合,无一不涉及到凝固过程.作为从液态金属到最终构件的最直接成形途径,铸造同时也是现有材料成形方法中最为复杂的工艺过程。使特定成分合金液在外场约束条件下完成凝固过程,可以获得具备不同内部组织及外部形态的铸件。深入理解并准确掌握外场约束条件下的凝固过程,是实现铸件性能控制和优化的前提。建立凝固过程的精确理论描述和可靠数值模拟,在此基础上实现凝固过程的精巧控制,获得铸造工艺和铸件性能的最佳优化,已经成为了当前物理冶金学家及材料研究学者的关注热点[1]。铸造行业是制造业的重要组成部分，对国民经济的发展起着重要作用。同时，铸造业又是产品质量不易保证、废品率

7、较高的产业，因此，对铸件生产实现科学化控制，确保铸件质量，缩短试制周期，降低铸件成本，加速产品更新换代，对于促进传统工业的技术改造具有重要的现实意义[2-4]。近年来，随着电子计算机技术的飞速发展，铸造工艺计算机辅助设计CAD，铸件凝固过程数值模拟CAE等多项技术已大量应用于生产实际。以工业发达国家为例，目前已有15~20%的铸造企业在生产采用凝固模拟分析技术，精确地预测缺陷以及改进铸件的出品率。工业发达国家制定的下一代制造（NGM）计划所提出的十项关键基础技术中就包括建模与仿真[2-4]。为此，铸造工艺CAD和数值模拟以及相应的基础理论理所当然地成为铸造学科

8、研究中的前沿课题。尽管铸造过程模拟的应