吴 健，陈 玲，田 杰

(1.天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，天津 300384；2.天津理工大学机械工程学院，天津 300384)



考虑界面传热系数时铸造凝固过程的缺陷预测

吴 健1,2，陈 玲1,2，田 杰1,2

(1.天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，天津 300384；2.天津理工大学机械工程学院，天津 300384)

考虑了铸造凝固过程中铸件铸型的热胀冷缩速率的不同，导致铸件铸型之间产生细小空气间隙，使得铸件铸型之间的界面传热系数发生改变。采用三维绘图软件PROE对蜗轮毂进行三维建模，并通过有限元分析软件ANSYS在考虑到空气间隙存在的情况下对其进行铸造凝固过程的数值模拟，得到凝固过程中各时刻的温度场、温度梯度场、热应力场等的分布情况，预测了铸件可能出现缩孔缩松以及裂纹的部位，结果与实际生产结果相一致。

ANSYS；凝固过程温度场；界面传热系数；铸造缺陷

0 前言

当前我国许多铸件铸型的设计都是通过对最初设计方案进行多次试制，根据每次试制出现的缺陷情况不断修改当前设计方案，这样的方法在产品设计前期会耗费大量的时间和试制经费，提高了产品的成本，降低了产品的市场竞争力。使用数值模拟预测铸件在凝固过程可能出现的缩孔缩松和裂纹等缺陷，可以大大减少设计人员在产品设计初期的多次试制所耗费的时间和成本[1-3]。

通过ANSYS对实际生产中某汽车公司的汽车蜗轮毂铸件进行凝固冷却过程的数值模拟，将所得的预测结果与实际生产情况作对比，对铸件可能出现缩孔缩松的部位进行了预测，结果显示有较好的吻合度。……