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技術文章
模溫機-應用于擠出機行業方案與可行性
點擊次數:2085 發布時間:2011-11-21
(1)CAE軟件的核心和基本思路
CAE的核心是利用計算機數值模擬技術對壓鑄過程進行仿真,模溫機,在利用CAD技術對壓鑄工藝和模具結構進行初步設計的基礎上,或者對現有的壓鑄模具及壓鑄工藝,通過壓鑄件充型過程和凝固過程的數值模擬,以及壓鑄模具溫度、應力分布變化規律的數值模擬分析,對壓鑄件質量進行預測,從而對工藝和模具結構設計進行評估,必要時進行修改,使之優化哪〕。
鑄件充型、凝固過程數值模擬的基本思路是用有限分析(有限元或有限差分)方法對充型或凝固過程相應的流動、模溫機、溫度、應力應變等物理場所服從的數理方程進行數值求解,得出這些物理場基于時空四維空間行為的細節,由此引出相應的工程性的結論。一般而言,這些數理方程都是時空四維空間里的二階偏微分方程,這種方程只有在極其簡單的邊界條件下才有可能通過數學推導的方法求得其通用的分析解,而在實用鑄件的情況下,邊界和初始值條件都非常復雜,實際上不存在通用的分析解。但是,借助高速發展的計算機及其相關技術,采用數值求解方法,這些復雜的邊界初值問題可以得到完滿的解決即〕。
(2)壓鑄件充型過程三維流場模擬分析[36,"7〕
液態金屬在壓力下充型的流態、流速、壓力大小等都對壓鑄件質量起著重要作用。金屬液的填充模式是影響壓鑄件質量的關鍵因素之一,許多缺陷如澆注不足、冷隔、皺皮、氣孔等都與之相關,同時它也是影響壓鑄模壽命的重要因素之一。因此,需要通過對充型過程的模擬、模溫機,正確描述型腔填充的動態過程,以檢驗澆注系統的合理性和優化內澆口位置、澆道尺寸及壓鑄工藝參數等。金屬液在流動過程中存在熱交換現象,的流場模擬軟件要藕合溫度場模擬軟件,并采用較為復雜而又比較的紊流兩相流模型,描述壓鑄充型過程的流場,壓鑄充型過程數值模擬程序運行主要過程如下。
①計算模式選擇:設定計算模式包括設定控制計算時間和控制計算循環;設定計算區域是壓室還是型腔。
②物性參數及工藝操作參數讀入:物性參數包括流體流動物性參數;工藝操作參數包括型腔、壓室及澆道的必要幾何參數,壓射工藝參數及壓鑄機的性能參數。
③網格信息讀人及預處理:讀型腔、模溫機,模具及澆注系統部分網格剖分文件,設定單元標志變量。
④初始條件輸人:對計算中所用的常量賦初始值;對計算所用的數值變量包括壓力、速度紊動能耗散率等賦初始值。
⑤邊界條件確定:設定固壁邊界速度紊動能耗散率等變量值;設定澆道人流速度紊動能耗散率。若計算慢壓射過程,則要設定沖頭的移動等。
⑥結果輸出:輸出流場數值模擬的速度、壓力、溫度及液相體積分數等計算結果。
在壓力鑄造條件下,金屬液在數萬千牛每平方米的高壓下以10一30m/S的速度填充型腔,模溫機,這使得金屬液以噴射紊流狀態進人并填充型腔;又由于壓鑄件通常具有結構復雜和薄壁的特點,使得壓鑄過程分析模擬較為困難。壓鑄的這種工藝和結構上的特點,使得壓鑄過程數值模擬比普通重力鑄造條件下的數值模擬更為困難。為此針對壓鑄過程的數值模擬軟件必須能夠處理如下問題。
CAE的核心是利用計算機數值模擬技術對壓鑄過程進行仿真,模溫機,在利用CAD技術對壓鑄工藝和模具結構進行初步設計的基礎上,或者對現有的壓鑄模具及壓鑄工藝,通過壓鑄件充型過程和凝固過程的數值模擬,以及壓鑄模具溫度、應力分布變化規律的數值模擬分析,對壓鑄件質量進行預測,從而對工藝和模具結構設計進行評估,必要時進行修改,使之優化哪〕。
鑄件充型、凝固過程數值模擬的基本思路是用有限分析(有限元或有限差分)方法對充型或凝固過程相應的流動、模溫機、溫度、應力應變等物理場所服從的數理方程進行數值求解,得出這些物理場基于時空四維空間行為的細節,由此引出相應的工程性的結論。一般而言,這些數理方程都是時空四維空間里的二階偏微分方程,這種方程只有在極其簡單的邊界條件下才有可能通過數學推導的方法求得其通用的分析解,而在實用鑄件的情況下,邊界和初始值條件都非常復雜,實際上不存在通用的分析解。但是,借助高速發展的計算機及其相關技術,采用數值求解方法,這些復雜的邊界初值問題可以得到完滿的解決即〕。
(2)壓鑄件充型過程三維流場模擬分析[36,"7〕
液態金屬在壓力下充型的流態、流速、壓力大小等都對壓鑄件質量起著重要作用。金屬液的填充模式是影響壓鑄件質量的關鍵因素之一,許多缺陷如澆注不足、冷隔、皺皮、氣孔等都與之相關,同時它也是影響壓鑄模壽命的重要因素之一。因此,需要通過對充型過程的模擬、模溫機,正確描述型腔填充的動態過程,以檢驗澆注系統的合理性和優化內澆口位置、澆道尺寸及壓鑄工藝參數等。金屬液在流動過程中存在熱交換現象,的流場模擬軟件要藕合溫度場模擬軟件,并采用較為復雜而又比較的紊流兩相流模型,描述壓鑄充型過程的流場,壓鑄充型過程數值模擬程序運行主要過程如下。
①計算模式選擇:設定計算模式包括設定控制計算時間和控制計算循環;設定計算區域是壓室還是型腔。
②物性參數及工藝操作參數讀入:物性參數包括流體流動物性參數;工藝操作參數包括型腔、壓室及澆道的必要幾何參數,壓射工藝參數及壓鑄機的性能參數。
③網格信息讀人及預處理:讀型腔、模溫機,模具及澆注系統部分網格剖分文件,設定單元標志變量。
④初始條件輸人:對計算中所用的常量賦初始值;對計算所用的數值變量包括壓力、速度紊動能耗散率等賦初始值。
⑤邊界條件確定:設定固壁邊界速度紊動能耗散率等變量值;設定澆道人流速度紊動能耗散率。若計算慢壓射過程,則要設定沖頭的移動等。
⑥結果輸出:輸出流場數值模擬的速度、壓力、溫度及液相體積分數等計算結果。
在壓力鑄造條件下,金屬液在數萬千牛每平方米的高壓下以10一30m/S的速度填充型腔,模溫機,這使得金屬液以噴射紊流狀態進人并填充型腔;又由于壓鑄件通常具有結構復雜和薄壁的特點,使得壓鑄過程分析模擬較為困難。壓鑄的這種工藝和結構上的特點,使得壓鑄過程數值模擬比普通重力鑄造條件下的數值模擬更為困難。為此針對壓鑄過程的數值模擬軟件必須能夠處理如下問題。