铸造工艺仿真设计前处理及过程处理应用技术

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1、第3O卷第2期安徽工程大学学报Vo1．3O．No．22015年4月JournalofAnhuiPolytechnicUniversityApr．。2015文章编号：1672—2477(2015)02-0055—05铸造工艺仿真设计前处理及过程处理应用技术房文亮，王仲珏，高洪，杨光耀(安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖241000)摘要：以应用ProCAST和MAGMAsoft2款软件为例，针对铸造工艺仿真设计前处理和过程处理每个环节的主要内容与使用方法进行了较为详细地归纳、分析和总结．提出了处理过程的技术路线，并系统地介绍了每项应用内容的操作平台与使用步骤，从而为

2、高效地应用铸造工艺仿真设计提供理论和技术支持．关键词：铸造工艺仿真设计；前处理；过程处理；应用技术中图分类号：TG249文献标识码：A当前世界主流的铸造仿真软件包括国外(ProCAST、MAGMAsoft、Anycasting、Flow一3D、Solid—CAST、Ansys、Novacast)及国内(华铸CAE、华星)9款软件[1]．虽然它们都是进行铸造仿真计算的工具，但其设计思路和方法并不相同．课题组对这9款软件进行了较为系统地学习和研究，分析了各自特点，并对其共性的内容进行了归纳和总结．为更好地应用铸造工艺仿真设计，主要以ProCAST和MAGMAsoft2款软件

3、为例，在介绍了铸造工艺仿真设计的前处理及过程处理基本内容的基础上，提出了其每个环节的主要内容和使用方法，以及处理过程中每项应用内容的操作平台与使用步骤，可为铸造工艺仿真设计的学习者提供一些参考．1前处理铸造工艺仿真设计的前处理是进行铸造仿真模拟的前提和重要保障，它不仅决定了后续模拟的精确性，而且还影响模拟速度的快慢．其中，前处理主要包括几何建模和网格划分．1．1几何建模几何建模有2种方法：①利用铸造仿真软件自带的建模功能建模；②通过其他的三维制图软件(如UG、Pro／E、Solidwork等)建模后导出为铸造仿真软件可接受的实体格式(如STL、PARAsoLIDs、IG

4、S、STEP等)再导人到仿真软件中．除Ansys具有较强的建模功能外，其他大多数铸造仿真软件的建模功能都较弱或者没有此功能，主要采用后一种方法．UG在三维实体造型方面表现突出，能够对各种结构复杂的三维实体进行细致、准确地绘制，推荐使用．在导出时有些铸造仿真软件需要将铸件和浇冒口系统求和后一起导出(如ProCAST、Ansys、Novacast等)，另一些则需分开导出(如MAGMAsoft、Anycasting、Flow-3D、SolidCAST、华铸CAE、清华铸造之星等)．1．2网格划分网格划分的好坏直接影响后续模拟分析的速度和精度．在网格划分中要综合考虑各种因素，主

5、要包括网格形状和大小的选择．网格形状主要分为2种：三角形和四边形．三角形单元划分灵活，可适应复杂的几何形状，精度高，如发动机缸体、汽车轮毂等；四边形单元则要求铸件结构比较规则．网格的大小决定了网格的数量和密度，对于同一铸件的网格划分，网格越小，网格数量和密度越大，精度越高，但模拟速度慢．确定网格大小的基本原则是零件的最薄壁厚要大于网格的单元长度．活塞尾的网格划分实例如图1所示．该产品长2．83465in，高1．30697in，结构复杂程度适中，拐角处较多，故选择三角形网格．产品最薄壁厚为O．07874in，网格的单元长度设为0．05in．以ProCAST软件为例，对铸件

6、活塞尾进行网格划分，网格数量为l36737，节点数为26266．可以看出，网格质量良好，没有坏面．坌圭要为有限元法和有限差分法．有限元法能够针对复杂铸件的曲面和结构单元较多、拐收稿日期：2015—01—20作者简介：房文亮(1990一)，男，安徽合肥人，硕士研究生．通讯作者：王仲珏(1952一)，男，安徽芜湖人，教授，硕导．