1、 目目 录录 1 绪论 1 1.1 选题背景和研究意义 1 1.2 计算机模拟在铸造中的应用现状 3 1.2.1 国外研究现状 3 1.2.2 国内研究现状 5 1.3 ProCAST 软件介绍 . 6 1.3.1 ProCAST 软件主要模块功能 . 6 1.3.2 ProCAST 软件结构 . 7 1.4 研究目的及内容 8 2 铸造铝合金缩孔形成理论 8 2.1 铸造分类及特点 8 2.2 铸造的缺陷 9 2.3 铝合金铸件缩孔形成机理 9 2.4 铝合金铸件中影响缩孔形成的因素 . 10 2.5 数值模拟技术概论 . 10 2.5.1 铸造过程数值模拟软件的发展现状 10 2.5.2
2、温度场 . 11 2.6 铝合金铸件缩孔形成的部位 . 13 3 低压铸造下的缩孔缺陷数值模拟 . 13 3.1 数值模拟凝固过程缩孔缺陷预测 . 13 3.2 铝合金铸件缩孔的预测方法 . 15 3.3 低压铸造中缩孔预测 . 17 3.4 运用 Pro/E 绘图软件绘制双头锤试件 17 3.5 利用 EasyCAST 模拟结果分析 19 3.6 ProCAST 软件模拟分析 21 3.6.1 网格剖分 . 21 3.6.2 进入 PreCAST 界面设置条件 . 22 3.6.3 模拟计算 . 23 4 模拟结果对比 . 24 4.1 双头锤低压铸造结果 . 24 4.2 ProCAST
3、软件模拟结果和 EasyCAST 模拟对比 . 25 4.3 小结 . 26 5 结论 . 26 参 考 文 献 . 28 致 谢 . 30 第 1 页 共 30 页 1 1 绪论绪论 1.1 1.1 选题背景和研究意义选题背景和研究意义 铸造行业作为一个古老的行业，在数千年人类发展过程中，曾经为人类文明的发展 与进步作出了巨大贡献。早在 5000 年前的殷商时代，可以铸造饮酒用的杯，当作乐器 用编钟,祭祀用的铜鼎，打仗用的武器等, 被誉为世界奇迹。青铜器的铸造就很发达， 湖北隋县出土的一套青铜全套 64 支，总重 5 吨多，气势磅礴，铸造精美，纹路精细， 敲击时铿锵悦耳，深沉浑厚，乐音和谐，
4、扣人心弦。到了汉代，生铁铸造就已成规模。 各种农业用工具，打仗用刀斧剑炮，装饰用铁人、铁马、方鼎，品种繁多。考古发现， 当时可锻铸铁在中国使用己经很广泛。而西方在公元 1670 年才发明欧法的白心可锻铸 铁。中国古代的铸铁生产技术要比欧洲早 1000 多年 1。 进入 20 世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是产品技术的进步，要求铸 件各种机械物理性能更好，同时仍具有良好的机械加工性能；另一个原因是机械工业本 身和其他工业如化工、仪表等的发展，给铸造业创造了有利的物质条件。建国 50 多年 来，我国的压铸工业从无到有，压铸生产有了相当大的发展，随着我国汽车、摩托车、 家用电器、计算机等工
5、业的发展，对压铸件的需要量日益增加，以生产优质、精密、大 型压铸件的压铸工业得到高速的增长和发展。 目前，我国铸件年产量已超过 3100 万吨，居世界第一，是世界铸造生产大国。由 于铸造业其产品质量不易保证，废品率较高，所以在我国改革开放和经济建设发展的不 断深入以及国际市场竞争更加激烈、严格的条件下，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，增加竞争能力，提高经济效益，加速产品更 新和技术换代，对于促进我国传统工业的技术改造和国民经济向质量效益型健康发展有 着非常重要的现实意义。 从六十年代初凝固模拟技术首次被用来进行温度场研究开始，经过数十年的努力， 铸件充型凝
6、固过程的计算机模拟仿真技术的发展已进入了工程实用化阶段，铸造工艺设 计和实施也正在逐步由经验走向科学化。近年来，随着计算机技术的进一步发展，铸造 工艺计算机辅助设计，铸件凝固过程数值模拟等多项技术在铸造生产过程中得到越来越 广泛的应用。铸造过程数值模拟技术在改造和提升传统铸造技术，降低产品成本，提高 铸造企业竞争力等方面起到了不可替代的作用，其广泛应用必将为铸造行业带来巨大的 第 2 页 共 30 页 经济效益和社会效益。 铸件充型凝固数值模拟系统主要包括前处理、充型计算、凝固计算和后处理几个主 要模块。铸件凝固过程模拟包括温度场计算、缩孔缩松预测、微观组织形成以及其它场 的模拟计算，其中温度场计算、缩孔缩松预测，被学者称为铸件凝固过程的宏观模拟。 目前，一般的温度场模拟已基本成熟，缩松、缩孔等缺陷预测也得到了深入研究。对于 数值模拟软件而言，缩松、缩孔的预测是凝固计算的主要目的之一，也是大多数凝固模 拟软件的主要功能之一，但是目前软件的推广以及应用还并不完善 2。 压铸铝合金自 1914 年投入商业化生产以来。随着汽车工业的发展和冷室压铸机的 发明，得到了快速发
