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鑄造尋求最佳生產(chǎn)工藝

判斷能力和人工智能化能力，使得計(jì)算機(jī)可以對(duì)各種工藝過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬．如凝固過(guò)程的溫度
場(chǎng)數(shù)值模擬，充型過(guò)程流速場(chǎng)的數(shù)值模擬，液固轉(zhuǎn)變過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬和團(tuán)相轉(zhuǎn)交后的組織
形態(tài)及力學(xué)性能的數(shù)值模擬。

通過(guò)這些單一和復(fù)合過(guò)程的數(shù)值模擬．可以帶來(lái)下述益處：

(1)鑄造產(chǎn)品存在的各種質(zhì)量問(wèn)題，諸如擁孔、琉松、夾渣．氣孔、裂紋等，絕大多數(shù)是在液態(tài)
金肩向固態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中產(chǎn)生的．因而進(jìn)行凝固過(guò)程的數(shù)值模擬，分析其產(chǎn)生的內(nèi)在原因，對(duì)提高產(chǎn)
品質(zhì)旦消除上述缺陷起到前所未有的作用。

(2)采用數(shù)值模擬技術(shù)可U在生產(chǎn)之前對(duì)其過(guò)程質(zhì)量預(yù)測(cè)，利用各種計(jì)算數(shù)據(jù)判定鑄造缺陷
是否發(fā)生*并可U針對(duì)不同的工藝方案進(jìn)行質(zhì)量對(duì)比慶現(xiàn)計(jì)算機(jī)質(zhì)置預(yù)測(cè)和工藝優(yōu)化。

(3)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行鑄造產(chǎn)品質(zhì)量項(xiàng)測(cè)時(shí)，月是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，這種計(jì)算機(jī)模擬試生產(chǎn)并沒(méi)
有真正的生產(chǎn)試驗(yàn)，因而可以節(jié)省大量的人力、物力、財(cái)力。尤其在新產(chǎn)品試制時(shí)．對(duì)大型件，要求生
產(chǎn)工藝一次可篇性確保100％，而對(duì)大批量機(jī)械造型線生產(chǎn)鑄件要求燒冒口尺寸精確而X熊節(jié)
省》應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法可比常規(guī)經(jīng)驗(yàn)法既方便快速x能取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

(4)在悠久的歷史發(fā)展長(zhǎng)河中，鑄造工藝設(shè)計(jì)一直建立在生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)試驗(yàn)、比較的
方法尋求較佳的生產(chǎn)工藝。到了20世紀(jì)上半葉，也產(chǎn)生了一些通用簡(jiǎn)明的計(jì)算方法進(jìn)行撓冒口設(shè)
計(jì)．如內(nèi)節(jié)團(tuán)法．Chvonnov的平方根定理，wlo?4awar的模數(shù)法。雖然這些方法至今在鑄造生產(chǎn)
中仍起著重要的作用，但由于不能對(duì)每一個(gè)具體的工況進(jìn)行復(fù)雜的、帶有大量熱交換的傳熱計(jì)算．
而這種計(jì)算必須涉及傳熱學(xué)、流體力學(xué)、靛目力學(xué)、凝固理論、計(jì)算數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言等知識(shí)，因而
不能進(jìn)行更科學(xué)的工藝設(shè)計(jì)。采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬可U使鑄造工藝設(shè)計(jì)從經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)預(yù)測(cè)。

正是出于計(jì)算機(jī)應(yīng)用荷很多優(yōu)點(diǎn)，從20世紀(jì)60年代到目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、
日本、法國(guó)等的優(yōu)秀冶金鑄造研究人員都開展了計(jì)算機(jī)在鑄造方而的研究工作，撤起了一次次高
潮。我國(guó)從20世紀(jì)70年代未開始開展計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬研究，二十多年的研究一直與鑄造生產(chǎn)實(shí)
際密切結(jié)合，形成了我國(guó)研究的特色。
u 78年沈陽(yáng)鑄造研究所結(jié)合葛州鋇電站所得的I 2．5萬(wàn)kw鈾流式水輪發(fā)電機(jī)關(guān)鍵鑄件卡
普蘭式不銹鋼葉片的生產(chǎn)，開展了”鑄件凝固過(guò)程熱場(chǎng)電子計(jì)算機(jī)模擬研究”，大連理工大學(xué)結(jié)合大
型船用銅螺旋槳開展了：“凝固過(guò)程數(shù)值模擬研究”，此后，西北工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西安
交通大學(xué)、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)、哈爾濱科技大學(xué)、清華大學(xué)、內(nèi)蒙古工學(xué)院、合肥工業(yè)大學(xué)、北京科技大
學(xué)、鄭州機(jī)械研究所、二重集團(tuán)公司大型鑄鍛件研究所、鞍鋼鋼鐵研究所等，也進(jìn)行了一系列數(shù)值模
擬技術(shù)的基礎(chǔ)性研究。

主要有：

(1)鎊件凝固過(guò)程溫度場(chǎng)數(shù)值模擬及其基本人法的研究，包括應(yīng)用有限差法，有限元法，邊界
元法。有限差法中還包括顯式法、隱式法、交替隱式法．D F．F格式和s。1yd格式進(jìn)行溫度值計(jì)
算*以及各種不同的邊界條件處理和潛熱處理。

(2)镕鋼件凝固過(guò)程縮孔、疏松計(jì)算判據(jù)的研究。包括溫度梯廢場(chǎng)、固相率場(chǎng)、凝固時(shí)間場(chǎng)的
計(jì)算等，4根據(jù)這些計(jì)算提出一系列判據(jù)，判定凝固終了時(shí)，鑄件是否出瑰縮孔、疏松缺陷．在什么
部位、什么時(shí)間出現(xiàn)縮孔、硫松缺餡。

(3)大型鑄鋼件熱應(yīng)力和殘余應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬研究。包括鑄件疑團(tuán)過(guò)程中熱應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算和
冷卻過(guò)程中殘余應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算，熱裂紋敏感區(qū)和熱裂紋的預(yù)測(cè)等。

(4)大型鑄鋼件熱縮變場(chǎng)數(shù)值模擬研究。主要包括溫度探度、準(zhǔn)固相區(qū)停留時(shí)間、收縮變形梯
度等項(xiàng)計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)熱裂紋敏感區(qū)，進(jìn)而采取工藝措施來(lái)消除熱裂紋。

(5)沈陽(yáng)鑄造研究所、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)對(duì)帶有自由表面的充型過(guò)程
流速場(chǎng)、溫度場(chǎng)數(shù)值模擬進(jìn)行了研究．運(yùn)用質(zhì)量方程、動(dòng)置方程和能量方程確定充型過(guò)程守各個(gè)微
元體的流速、溫度，金屬液體流動(dòng)、自由表面位置，進(jìn)而確定最終充滿位置，這些模擬結(jié)果對(duì)砂型鑄
造、特別是對(duì)壓力鑄造減少或杜絕冷隔、澆不到、巷氣、夾渣有指導(dǎo)意義，對(duì)壓镕型設(shè)計(jì)、提高棋具
壽命．2現(xiàn)均勻升溫和降溫有決定性意義。

(6)在較多單位參與上述研究并進(jìn)行到一定的深度U后質(zhì)華大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)還分別
針對(duì)大型鍛件用的大鋼錠的逆偏析和ANiu臺(tái)金的成分不均進(jìn)行了化學(xué)成分偏析場(chǎng)的數(shù)值模擬
研究。

產(chǎn)品導(dǎo)航

聯(lián)系方式