基于数字组合阀的真空差压铸造系统建模分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com铸造NOV．2009·l134·F0UNDRYVo1．58NO．11基于数字组合阀的真空差压铸造系统建模分析马爱清，俞子荣，余欢，曾卓雄(南昌航空大学，江西南昌330063)摘要：差压铸造在航空航天、国防和汽车工业领域具有广泛的应用前景。应用工程流体力学理论，解析法建立了真空差压铸造过程中铸造罐内压力变化的数学模型，分析了各参数对铸造罐内压力变化的影响，这对真空差压铸造设备的工程设计和控制具有理论及实际的指导意义。’关键词：真空差压铸造；解析法；数学建模；仿真分析中图分类号：TG249．2文献标识码：A文章编号：1

2、001—4977(2009)11—1134—05ModelingandAnalysisofVacuumCounter-PressureCastingBasedonDigitaICombinationValveMAAi—qing，YUZi—rong，YUHuan，ZENGZhuo-xiong(NanchangHangkongUniversity，Nanchang330063，Jiangxi，China)Abstract：Counter-pressurecastinghasawideapplicationprospectintheaerospace，na

3、tionaldefenseandautomotiveindustry．Amathematicmodelofthepressurechangesinthecastingpotwasestablishedusingtheanalyticalmethodbasedonthetheoryofengineeringfluidmechanics，andtheinfluenceofparameterseachonthepressurechangesinthecastingpotwasanalyzed．Theworkhastheoreticalandpractica

4、lguidingsignificanceintheengineeringdesignandcontrolofvacuumcounter-pressurecastingequipment．Keywords：vacuumcounter-pressurecasting；analyticalmethod；modeling；simulationanalysis近年来，国内外航空、航天、兵器等行业对大型、艺参数等参量变化的参数自适应控制算法，以便在不复杂、薄壁、精密、优质等高强度铝合金铸件的需求同的工况和工艺参数下性能达到理想的控制效果，为量增加，差压铸造作为能

5、满足上述需要的先进铸造成真空差压铸造的准确实施奠定基础。型工艺，日益受到铸造界的关注。目前，差压铸造在1真空差压铸造系统工作原理与模型世界各国得到普遍应用，在中国，由于差压铸造设备昂贵，工艺技术复杂，生产成本高，其应用和发展多真空差压铸造系统主要由储气罐、铸机、储气罐集中于航空、航天、船舶、兵器工业领域，生产一些和铸罐连通的管子、阀门等几部分组成。真空差压铸大型，薄壁简体铸件，而理论研究集中于西北工业大机工作原理图如图l所示。学、哈尔滨工业大学、华中科技大学等院校，主要进真空差压铸造分为五个工艺段：抽真空、充型、行设备大型化及附件、液面加压控制系统、

6、液体充填升压、保压和卸压。每个工艺段的工艺要求及特点各方式及配套成型工艺技术的研究rI1，但是对铸造过程铸不相同。抽真空过程中，开关阀K1和K2打开，调节罐内压力变化数学模型的建立，国内很少有人研究，阀T1、T2和开关阀K3、K4、K5均关闭；当上、下且相关文献也很少见。作者应用工程流体力学理论分罐压力差超出限定范围时，关闭开关阀K2，停止抽析，在对阀门施加阶跃信号后储气罐气源压力和铸罐气，待上、下罐压力平衡后，再打开开关阀K2继续压力的变化与各铸体体积初始压力和连通管截面积之抽气。当上、下罐压力均达到一定真空度时，抽真空间的关系，应用解析法建立铸造

7、罐体内压力变化的数工艺段结束。在充型工艺段中，开关阀K1、K2、K3学模型。一方面为真空差压铸造设备的工程设计提供和K5，调节阀T1均关闭，开关阀K4打开，通过调理论支持；另一方面，应用所建立的模型，设计一种节T2的开度控制下罐压力上升的速率。在充型延迟工能自动适应罐体体积，气源压力，充气罐截面积和工艺段中，所有开阀和调节阀均关闭。升压过程中，开收稿日期：2009—06—29收到初稿，2009—08—27收到修订稿。作者简介：马爱清(1984一)，女，汉族，硕士研究生，黑龙江哈尔滨人，研究方向为真空差压铸造技术。E—mail：maaiqing．200

8、7@163．COrnmaq．009@126．com学兔兔www.xuetutu.com铸造马爱清等：基于数字