精密铸造三维充型与凝固过程模拟计算机程序

　　前后处理技术精密铸造数值模拟软件是以精密铸造的充型过程和凝固过程为研究对象的数值模拟系统，它采用模块结构进行设计。整个系统有相对独立的三个主要模块，即前处理模块、后处理模块及铸件充型与凝固过程数值模拟模块。其中，SolidEdge实体造型系统和SRIFCast有限差网格剖分系统为软件的前处理功能模块；热物性参数初始化系统、铸件充型过程数值模拟和凝固过程数值模拟组成软件的中央模拟器；SRIFCast后处理系统为软件的后处理功能模块叶片及其型壳。对仿真三级动叶片及其型壳的有限差分网格模型。缺陷预测计算过程中分别将XUE判据和Niyama判据的值以温度场的格式存贮，以便在温度场后处理中显示。分别是XUE判据和Niyama判据预测结果显示，黑色显示的区域为可能出现缩松、缩孔的铸造等。精密铸造三级动叶片缩松和缩孔缺陷的预测区域。

　　利用XUE判据预测到叶片工作部分曲率较大的部位有可能出现缩松，抛渣口的中间部位会产生集中缩孔，并且其判据值能够直观的反映出铸件各部位凝固的时间梯度的大小，具有明确的物理意义；而Niyama判据所预测缩孔出现的位置为抛渣口的中心，其它部位不明显，相对于XUE判据的预测结果，Niyama判据出现缩孔的区域要小得多。（a）三级动叶片仿真模型（b）陶瓷型壳仿真模型（a）三级动叶片FDM模型（b）陶瓷型壳FDM模型（a）Niyama判据预测结果（b）XUE判据预测结果三级动叶片抛渣口切面图，与预测结果一致。XUE判据预测结果和X光探伤示意图。将两种判据的预测结果与实际结果相比较，发现XUE判据能比较准确地预测镍基合金铸钢件在凝固过程中产生的缩孔、缩松出现的位置。采用本研究开发的精密铸造三维充型与凝固过程模拟计算机程序，对三级动叶片进行了模拟计算。模拟结果表明，XUE判据及Niyama判据均在不同程度上可以预测镍基合金铸钢件缩松、缩孔的区域。XUE判据的预测结果与实测结果更吻合。预测结果对改进和优化生产工艺有一定的指导作用，具有实际的生产意义。