凝固模拟

摘要： 本文介绍托轮的工况条件、技术要求,及其结构设计的改进和主要缺陷:剥落失效.介绍两种主要托轮铸造工艺及其特点,通过凝固过程数值模拟,进一步分析了两种主要工艺的优缺点.铁芯工艺生产的铸件质量可靠,操作方便,工期较短,成本也较低.

摘要： 大气排放阀体铸件是600 MW示范快堆8"-2500Lb的关键零件.按2级核安全等级的技术要求以及产品的结构特点,通过铸造工艺优化设计、凝固模拟分析、材料选择,以及造型、熔炼、热处理、补焊等过程控制进行了试验研究,试验表明铸件的化学成分、力学性能及PT探伤等检测结果完全满足技术要求,该产品的工艺研究为类似产品的开发提供参考.

摘要： 长导轨机床床身铸件性能要求高,易产生弯曲变形等缺陷.在铸件结构分析基础上,初步设计确定了铸造工艺方案和材质化学成分控制要求,并应用MAGMA软件对铸造工艺进行了模拟.生产实践证明铸件的尺寸、力学性能及表面质量均满足用户技术要求.

摘要： 介绍了一种汽轮机用多油管轴承箱球墨铸铁件的铸造方法,重点叙述了镶铸金属油管的铸造方法及注意事项.从工艺设计采取措施解决了不规则弯曲油管的形状控制、定位及膨胀变形等问题,保证了产品一次生产成功.

摘要： 在铁路机车用球铁轴箱的试生产过程中,铸造工艺采用封闭-开放式浇注系统,中间位置进行分型,在矩形凸台处布置1个内浇道.经X射线检测发现,铸件矩形凸台处存在缩松缺陷.为了消除此类缺陷,使用MAGMAsoft凝固模拟软件对初始工艺进行了分析,并对内浇道尺寸进行了改善.试制结果显示,内浇道模数与凸台比例为0.4时,会产生缩松;内浇口模数与凸台比例小于0.4时,缩松消除;经X射线检测,按此工艺生产的铸件组织致密,能满足技术质量要求.

摘要： 目的 介绍一种来自材料基因组计划的方法,由高通量计算、高通量实验与数据管理构成,并以45#钢为例,介绍高通量计算与高通量实验的优势.方法 先以模拟软件与理论结合,预测研发方向,再设计合适高通量的实验方案,最后将所得数据建立数据库,方便管理.以45#大型钢铸锭为例,以COMSOL软件模拟3种不同钢锭成形过程,设计实验方案,记录过程参数,并记录于数据库中.结果 COMSOL软件在高通量计算中扮演重要角色,其强大的耦合功能让模拟精度更高,各项参数也较为准确.透过模拟得知,约2.9 h后,20 t钢锭凝固厚度最厚达约500 mm,此时将中间液芯挤出,可减少划痕等缺陷的产生,并将凝固过程的缺陷挤出.结论 材料基因组计划在材料研发的进程中能起到较大的指导作用,因此在国家支持下国内已有多个项目开展,将此研究方法用于传统浇铸工业的步骤中具有一定的推广价值.

摘要： 介绍了球墨铸铁轮毂的原生产工艺,X射线探伤检验和机械加工后发现表面有缩松缺陷.用MAGMA数值模拟软件对原生产工艺的凝固过程进行模拟分析,根据模拟分析结果,提出了改进方案:将冒口直径由75 mm增加至100 mm,同时在轮毂铸件被补缩部分两侧各增加厚度为5 mm的补贴,延长冒口的补缩时间,保证轮毂铸件被补缩部分与冒口之间的补缩通道畅通.生产结果显示:改进后的工艺达到了消除球墨铸铁轮毂铸件缩松缺陷的目的,虽然工艺出品率由74％左右降低至55％左右,但能够满足供给客户高质量产品的要求.

摘要： A casting process method of medium pressure outer cylinder for steam turbine has been mainly introduced.The process plan consists of a sand-free & low-flow pouring system,a reasonable feeding channel,and a simple core splitting method.The feasibility of the process has been verified through solidification simulation.The first part has been qualified for production and the product has been delivered in batches.%主要介绍一种蒸汽轮机中压外缸的铸造工艺方法.该工艺方案由无砂化、低流速的浇注系统,合理的补缩通道,简便的分芯方式组成.该工艺经过凝固模拟验证其可行性,首件生产合格,目前已批量交付.

摘要： 以D20缸体铸件为例,应用MAGMAsoft模拟软件,采用凝固模拟分析,优化了铸件浇注系统.根据优化后的浇注系统方案,进行了试生产,验证了方案的可行性.采用计算机模拟浇注取代传统的试生产后验证的方法,降低了新产品的试制成本,缩短了试制周期.

摘要： 利用华铸CAE铸造模拟分析系统对上海铁路南站铸钢节点铸件的充型、凝固过程进行了模拟分析。结果表明：应用铸造模拟分析系统能准确预测铸造缺陷并能辅助优化铸造工艺.合理确定铸造工艺中诸多关键参数,包括浇注系统、冒口、冷铁的位置及尺寸、浇注时间、浇注速度以及打箱时间.从而有效控制铸件的充型、凝固过程,确保铸件的质量,提高了工艺出品率。

摘要： 对支承座铸钢件设计了两种铸造工艺方案，分别采用中注式和底注式两种浇注系统，以及采用两种 不同的凝固补缩方案。通过UG 软件对优化前后的工艺方案进行三维造型，并运用HZCAE 软件对铸件进 行凝固过程模拟及收缩缺陷预测。初始工艺的模拟结果表明，该铸钢件严重的缩孔缩松缺陷大多出现在铸 件的中下部位。通过对冒口和冷铁等工艺方案进行改进后，铸件本体上的缩孔缩松缺陷显著减少甚至消失， 但铸件工艺出品率有所下降。

摘要： 应用铸造模拟软件，对铝合金摩托车轮毂重力铸造工艺进行优化设计，消除了铸件中缩孔缩松缺陷，并通过实际生产验证，取得了良好的效果。

摘要： 应用MAGMA 模拟软件，对摇臂壳体铸件进行凝固过程模拟。根据凝固模拟的结果分析铸件出现的缩孔缺陷，进行工艺优化并再次进行凝固模拟验证，确定最终的铸造工艺方案并用于铸件生产，有效地控制缩孔的产生，大大提高了工艺收得率。

摘要： 用消失模工艺铸造E 型磨煤机用耐磨空心钢球，设计了侧注、顶注两种工艺方案，并用华铸CAE 分析系统对两种方案进行充型和凝固模拟，对两种方案的模拟结果进行分析和对比。分析了在铸造大型空心钢球方面，用消失模工艺生产的优势。

摘要： 对制动盘球铁铸件设计了两种铸造工艺方案,分别采用顶注式和底雨淋式两种浇注系统,以及采用两种不同的冒口补缩方案.通过Pro-E软件对优化前后的工艺方案进行三维造型,并运用HZCAE软件对铸件进行凝固过程模拟及收缩缺陷预测.模拟结果表明,该球铁件在不单独设置补缩冒口的条件下,在铸件顶部会产生大量的缩孔缩松缺陷,不能实现无冒口铸造.工艺方案改进后,铸件本体上的缩孔缩松缺陷显著减少甚至消失,但工艺出品率有所下降.

摘要： 800MN油压机的上板梁单体净重233吨,板厚1025mm,为目前国内外大型铸钢中板厚最大的铸钢件之一,技术要求高,实际铸造生产难度极大.经过对其工艺技术的分析,制定针对性的工艺措施,同时利用计算机凝固模拟技术进行了验证与完善,成功铸造了800MN油压机上板梁.

摘要： 从微观热力学角度,采用理论分析、试验研究等方法,建立熔注炸药凝固过程热力学模型,并基于Matlab界面开发程序,对凝固界面进行数值分析,得到任意时刻装药凝固界面特性方程,建立了凝固界面实时显示系统,实现了凝固过程的实时模拟.通过与试验结果进行对比,两者符合较好.

摘要： 从微观热力学角度,采用理论分析、试验研究等方法,建立熔注炸药凝固过程热力学模型,并基于Matlab界面开发程序,对凝固界面进行数值分析,得到任意时刻装药凝固界面特性方程,建立了凝固界面实时显示系统,实现了凝固过程的实时模拟.通过与试验结果进行对比,两者符合较好.

摘要： 本发明涉及一种模拟结晶器内铸坯表层凝固组织与非稳态热流的装置，该装置由基座、电机、炉体组成，通过固定于基座上的电机实现炉体90°旋转，使炉体内电磁感应线圈熔炼的钢水倒入结晶器内；结晶器由铜模与保温耐材组成，由固定在铜模内的热电偶得到的温度数据计算通过结晶器内表面的热流密度。该装置设备简单，操作方便；实验过程能耗低，所需原料少，节约成本；模拟结果精度高，具有实际意义，并可对不同工艺参数进行模拟，研究其对铸坯表面质量的影响，以更好地指导实际生产活动。

摘要： 本发明公开了一种预测真空自耗熔炼铸锭凝固过程的模拟方法，涉及真空自耗电弧熔炼技术领域，通过建立电磁场及流场的相关数学模型，对几何模型进行网格剖分，采用Eulerian‑Eulerian方法，设置三相：金属液、等轴树枝晶、柱状晶，获得相关材料属性，设置相关的边界条件和相关的动网格参数，模拟真空自耗电弧熔炼过程中金属液的流动与凝固，以及电磁场和凝固组织的分布。本发明模拟了真空自耗电弧熔炼过程中熔池的上升及铸锭的凝固过程，得到了凝固过程中金属液的流动形态，具备预测铸锭的宏观偏析的能力，对优化真空自耗电弧熔炼工艺获得成分均匀的铸锭有重要指导作用，对实际生产有重要的意义。

摘要： 本发明公开了一种在热模拟试验机上熔化凝固过程控制方法，在加热的第一阶段采用力控制，可以有效避免由于试样受热膨胀导致的试样中间区域出现鼓包，防止鼓包对石英套管的挤压，造成石英套管损坏，导致试验失败；在加热的后段、保温、凝固阶段采用位移控制，可以有效的减少外部电流电压波动、力传感器波动导致的控制不稳现象，并根据加热阶段、熔化阶段、冷却阶段的试样体积变化，制定拉伸或压缩补偿设计，保障试验的平稳运行，得到缺陷较少的凝固试样。本发明能应用于连铸坯的裂纹产生原因研究，再现钢液的凝固过程，能够更加准确的测定材料的脆性区间，为铸坯的质量提升服务。

摘要： 本发明公开了一种基于分子动力学的流场作用下金属凝固的模拟方法，属于计算材料领域。所述模拟方法包括：建立基于分子动力学的三维金属模型；选取模拟体系的势函数；系综以及边界条件的设置；设置熔化温度，并设置该熔化温度下的弛豫时间；设置冷却速度以及冷却目标温度；设置等温时间，在等温过程中施加流场，模拟金属在流场作用下的等温凝固过程。由于流场的本质是速度场，所以施加速度场之后要对等温阶段的温度进行修正。本发明可以揭示流场对金属凝固过程中形核和长大过程的影响规律，对铸造中施加流场工艺的制定具有指导作用。

摘要： 本发明提供一种金属材料非平衡凝固过程模拟测试系统和方法，金属材料非平衡凝固过程模拟测试系统包括：熔滴获取装置具有熔滴出口，熔滴获取装置用于由熔滴出口输出具有设定温度的待测金属材料的熔滴；基板平台设置于熔滴出口的下方，基板平台的顶部用于放置试验基板；调温装置设置于基板平台的顶部，用于调节试验基板上的温度分布；激光加热装置用于朝向试验基板的上表面发射激光束，以加热落至试验基板上的熔滴；温度场检测装置用于检测试验基板上的温度分布；控制器与熔滴获取装置、调温装置、激光加热装置和温度场检测装置连接。本发明能够实现试验基板温度分布梯度和温度梯度变化对金属材料非平衡凝固成型影响的研究。

摘要： 本发明涉及一种钢锭凝固过程温度场数值模拟系统，包括前处理模块、中间计算模块和后处理模块，前处理模块通过制图软件构建钢锭模型并根据钢锭模型生成体积网格，前处理模块又对钢锭模型生成的体积网格进行网格划分，中间计算模块通过对钢锭模型设置的参数进行流场、温度场和凝固场的模拟计算，并对计算后的结果进行分析，预测铸造钢锭质量，后处理模块实时显示钢锭模型的计算结果。本发明通过建立钢锭模型，设置钢锭模型的参数并进行流场、温度场和凝固场进行仿真分析和模拟计算，实现对即将要浇铸的钢锭的质量预测，发现并优化影响钢锭质量的参数，完善浇铸设备和浇铸工艺，减少人力和物力的损耗，提高经济效益。

摘要： 本发明提供了一种铅水反应中铅铋合金凝固过程的模拟方法及装置，涉及核反应堆技术领域，包括：对预设流体计算模型、预设湍流模型及凝固传热模型进行耦合，以建立铅铋合金凝固的仿真环境；获取铅水反应的初始工况，在仿真环境下基于初始工况对所述铅铋合金的凝固变相传热过程进行仿真模拟，得到高速入射水流注入预设时间内铅水反应区域分布信息。本发明能够实现对铅水反应中铅铋合金凝固过程的复合仿真，提升了铅水反应中铅铋合金凝固仿真模拟的可靠性。

摘要： 本发明属于微观纳米材料技术领域，提供了一种基于分子动力学模拟的碱活化材料凝固速率获取方法，包括，利用PACKMOL软件构建初始模型；ReaxFF势函数用于计算原子之间的相互作用力；设置计算参数，利用LAMMPS软件模拟溶胶凝胶法构建凝胶模型的过程，并输出随时间变化的凝胶结构文件；利用桥接氧原子(BO)的数量表示凝胶的聚合程度；采用MATLAB软件统计分析凝胶在高温阶段的聚合程度并进行拟合，得到凝胶的凝固速率。本发明通过分子动力学模拟方法计算了纳米尺度下材料的凝固速率，能够克服已有实验方法的局限，避免外部环境因素的干扰，提高数据的精度；不仅提高了效率，而且能够极大降低成本。

摘要： 本发明具体是一种金属凝固过程中微观组织形貌的数值模拟方法，包括如下步骤：S1：收集材料的物性参数；S2：建立凝固过程中微观组织演变的相场模型，相场模型包括等轴枝晶相场模型和柱状枝晶相场模型；S3：确定相场模型的模拟域的大小和初始晶核的位置；S4：对等相场模型施加初始条件和边界条件，并对相场控制方程进行求解；S5：输出相场模型的计算结果，对计算结果进行可视化处理，由此得到微观组织形貌。本发明能够再现凝固过程中的枝晶生长过程，本发明采用有限元法对相场模型进行求解，并采用三维自适应网格对模拟域进行网格剖分，在保证模拟精度的情况下，提高了计算效率。

摘要： 本发明公开一种模拟连铸坯凝固组织的实验装置，包括结晶单元和温度监测单元，结晶单元能围成结晶腔体，结晶单元的水冷壁内设置冷却通道，冷却通道与冷却介质源相连通，通过控制冷却介质的温度以及通入流量，以模拟连铸生产中板坯的冷却强度，温度监测单元的测试元件能实时监测结晶腔体内冷却介质的温度，以精确还原连铸坯的凝固过程。本发明还公开一种模拟连铸坯凝固组织的实验方法，选取目标单元，设定冷却介质流量参数，以还原连铸坯表面冷却强度随时间的变化过程，并分析凝固过程的热流密度，凝固结束后得到模拟单元，分析模拟单元的凝固组织。本发明能精确模拟连铸过程中板坯表面热流密度的变化过程，为连铸坯凝固组织研究提供便利。