一种基于定量设置反变形量的设计铸件模型的方法技术

本发明专利技术涉及基于定量设置反变形量的设计铸件模型的方法，特别是一种基于有限元热力耦合计算定量化反变形量的大型铸件模型设计方法。首先，通过综合考虑铸件凝固，冷却，打箱，切除浇注系统和热处理影响建立有限元热应力模型，准确预测铸件在整个热加工工序中的变形。然后，根据铸件结构特征和不同区域拘束度的不同，设置不同的反变形松弛系数，对原始模型进行反变形处理。反变形松弛系数由计算节点处的应力水平决定，应力值越大松弛系数越小。针对添加反变形的模型，进行整个热加工过程的数值模拟计算和迭代，最终确定合理的铸件模型尺寸，生产出加工余量合适均匀的铸件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铸件模型设计领域，特别是一种基于数值模拟定量设置反变形量的铸件模型设计方法。
技术介绍
铸件在热加工过程中存在热应力和相变应力，由于铸件壁厚不均匀，形状复杂，受 力不均，必将产生变形，影响铸件尺寸精度。近年来，铸造过程中铸件的热应力及变形越来 越受到人们的关注，尤其是复杂结构件。开展了很多热应力和变形的理论和数值模拟的研 究，但由于铸件生产过程中的各个工序凝固、冷却、打箱、切除浇注系统和热处理都影响着 铸件的最终形状，使得准确预测机加工之前铸件的残余应力及加工余量成为一个难题。为 保证机加工时铸件有足够的加工余量，多数生产厂家在生产复杂铸件时，往往在设计时靠 增加加工余量的方法来保证铸件最终不出现缺肉的现象。然而增加加工余量给生产带 来能耗增加，出品率低，后续机加工耗时长等问题，不仅使企业生产成本大幅提高，也不符 合国家节能降耗要求。 目前，绝大部分热应力模型只针对凝固和冷却两个阶段进行模拟，忽略了后续的 打箱、切除浇注系统和热处理这几个工序对热应力和变形的影响，不能准确地预测铸件在 进行机加工之前的尺寸变化和剩余加工余量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于定量设置反变形量的设计铸件模型的方法，其特征在于：（１）建立凝固－冷却－打箱－切除浇注系统－热处理的整合热应力模型，利用此模型可视化地再现铸件在各个工序的热应力和变形的情况，得到机加工前铸件的最终几何形状；同时，对铸件关键点进行实际测量，证明模拟结果的准确性；（２）在铸件变形模拟结果的基础上，根据铸件结构特征和不同区域的拘束度，设置反变形松弛系数，对铸件模型坐标增加反变形量；（３）对添加反变形量的铸件模型，再进行铸造、打箱、切割冒口和热处理过程的全流程数值模拟，得到机加工前铸件变形量分布；比较变形后模型和最终产品设计模型，如果铸件加工余量均匀且处于合理范围内，则根据反变形模型设计铸件模...

【技术特征摘要】
一种基于定量设置反变形量的设计铸件模型的方法，其特征在于(1)建立凝固-冷却-打箱-切除浇注系统-热处理的整合热应力模型，利用此模型可视化地再现铸件在各个工序的热应力和变形的情况，得到机加工前铸件的最终几何形状；同时，对铸件关键点进行实际测量，证明模拟结果的准确性；(2)在铸件变形模拟结果的基础上，根据铸件结构特征和不同区域的拘束度，设置反变形松弛系数，对铸件模型坐标增加反变形量；(3)对添加反变形量的铸件模型，再进行铸造、打箱、切割冒口和热处理过程的全流程数值模拟，得到机加工前铸件变形量分布；比较变形后模型和最终产品设计模型，如果铸件加工余量均匀且处于合理范围内，则根据反变形模型设计铸件模型；否则继续根据反变形模型、变形量和反变形松弛系数，进行下一循环反变形设计与计算模拟，直到铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王培，肖纳敏，李殿中，李依依，彭凡，张立文，张瑞雪，马进，刘恒，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，宁夏共享铸钢有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]