铸件凝固过程中温度场的数值模拟

摘要

为了掌握铸件凝固过程中温度场的变化规律以提高铸件质量,采用有限元和有限差分相结合的方法离散铸件凝固过程非稳态热传导方程的空间和时间变量,得到了关于金属铸件和铸型温度的代数方程.用二部法模拟铸件与铸模间的耦合,用迭代法求解离散后的代数方程组,并利用变时间步长技术提高计算效率;用热传递系数模拟铸件与铸型间的热传递,铸件冒口及铸型与冒口接触部分节点都当作内部节点,铸型与外界的换热按热对流和热辐射2种方式处理,忽略充型对凝固过程的影响,铸件材料潜热释放采用线性模型.算例结果表明,所用方法能有效地模拟铸件凝固过程中温度场的变化规律.