基于有限差分法的铸件凝固过程热应力场数值模拟的研究

摘要

基于有限差分法(FDM)对铸件凝固过程热应力场进行了三维数值模拟研究,开发了基于微机和Windows平台的通用FDM/FDM铸件热应力场数值模拟原型系统.并采用典型应力框试件和实际铸件对所开发的系统进行了验证,同时进行了浇注试验,并测量了试件的残余应力.结果表明,该系统可以用来模拟铸件残余应力的形成和预测热裂产生的倾向.对铸造应力应变分析与传热分析使用同一FD离散模型,避免了采用不同模型进行热-力耦合分析时的结点匹配问题,减小由此产生的单元温度载荷传递误差;同时使得流动场、温度场、应力场数值模拟统一于差分格式下.