Procast在压力铸造数值模拟的应用现状

  本文关键词：Procast在压力铸造数值模拟的应用现状，由笔耕文化传播整理发布。

上半月出版Casting·Forging·Welding金属铸锻焊技术

Procast在压力铸造数值模拟的应用现状

秦鹏程，张希俊

（昆明理工大学材料科学与工程学院，云南昆明650093）

摘

要：压力铸造是在多行业多领域应用较广泛的一种成形技术。有限元模拟软件ProCAST用于模拟压力铸造过

程中的温度场、应力场和流场，将有效地提高铸造工艺的正确性。从前处理技术、缩孔、缩松的预测、应力场的数值模拟三个方面简述了ProCAST在压力铸造的应用现状。

关键词：压力铸造；ProCAST；数值模拟中图分类号：TG249.2

文献标识码：A

文章编号：1001-3814(2010)23-0075-03

ApplicationofProCASTSoftwareinDieCasting’sNumericalSimulation

QINPengcheng,ZHANGXijun

(SchoolofMaterialScienceandEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China)

Abstract：Asaformingtechnique,diecastingisbroadlyusedinthemulti-professionandmulti-domain.ThefiniteelementanalysissoftwareProCASTusedtosimulatethetemperaturefield,stressfieldandflowfieldofthediecastingprocesscaneffectivelyimprovetheaccuracyofcastingprocess.TheapplicationsituationofProCASTindiecastingisdiscussedfromthreeaspects,thepre-treatmenttechnology,thepredictionofshrinkageandporosityandthenumericalsimulationofstressfield.

Keywords：diecasting;ProCAST;numericalsimulation

压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种铸造方法。压铸的生产过程是液态金属在一定的速度和一定的压力作用下射入紧锁的模具型腔内并保压，结晶直至凝固。压铸的生产过程是一种动态循环的过程，使得压铸模具的温度和压力呈现周期性变化。这种周期性变化对压铸件质量、模具寿命、生产率等有重要影响。一方面，周期性的热膨胀、收缩及热应力，最终导致模具热疲劳失效，同时模具的温度场通过影响充型过程和冷却条件，进而影响压铸件成形质量和内部组织质量；另一方面，模具在压铸过程中反复受激冷激热作用，产生拉、压交变应力，加之模具内有较大的温度梯度，导致内应力较大。随着压铸循环次数的增加，模具逐渐因变形、裂纹等失效[1]。因此采用数值模拟方法，预测铸件与模具各部位的温度分布及变化规律，可达到优化工艺方案，控制及确保铸件质量，缩短试制周期，降低生产成本，提高经济效益的目的。

件在形成过程中的流场、温度场、应力场和与其它们之间的耦合场进行仿真分析并预测铸件的质量、优化铸造设备参数和工艺方案，通过对金属流动过程的模拟，可以精确显示浇不足、冷隔、气孔和热应力的位置及残余应力大小，能准确地预测缩孔缩松和微观组织[2]。

1前处理技术

压力铸造过程数值模拟技术经历了从二维到三维的过程。目前ProCAST三维造型功能较弱，要依托于三维造型软件进行三维实体造型。三维造型CAD普遍采用的是通过数据交换文件实现与ProCAST数据交换，不同的CAD软件使用了统一的中间图形数据格式，如IGES、STL和STEP，这些文件提供了

CAD系统与ProCAST的接口[3]。

Solidworks与ProCAST作为世界范围CAD／CAE业界的较有影响力的两大软件，它们在各自领域

都获得广泛应用，，但是它们接口方式一直给使用该软件进行模拟造成很大的困难。王飞宇[4]通过使用

ProCAST软件将最先进的有限元技术用在铸造模

拟中，能有效地提高铸造工艺的正确性。借助于Pro-

CAST系统，可以在完成铸造工艺编制之前，就能够对铸

收稿日期：2010-07-20

作者简介：秦鹏程(1966-)，男，四川人，讲师，研究生；

电话：13982329506；E-mail:lyhqpc@

通讯作者：张希俊(1956-)，男，教授，E-mail:zhangxj@

sml+sm2=sm3命令。解决了压射室运动模拟模型创建

的问题和数据接口难的问题。

Pro/E与ProCAST之间也只能采用通用接口进

行数据交换，因此获得高质量的IGES格式文件是

ProCAST顺利进行网格划分的关键所在。王宝顺[5]采

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《热加工工艺》2010年第39卷第23期

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