A380鋁合金壓鑄溫度場模擬.doc

A380鋁合金壓鑄溫度場模擬如圖所示汽車傳動軸,用A380鋁合金半固態(tài)觸變壓鑄成型工藝可獲得重量輕、強度高、綜合力學性能優(yōu)越的零件，能夠滿足未來汽車工業(yè)輕量化、節(jié)能環(huán)保的要求。查相關資料，A380鋁合金半固態(tài)觸變壓鑄成型工藝的漿料溫度為570，模具預熱溫度為200，冷卻水對流換熱系數(shù)為450W/（m2）, A380鋁合金密度為2730/m3, 模具材料密度為7800/m3,導熱系數(shù)為21W/（m），比熱為110J/（）。A380鋁合金熱性能參數(shù)溫度（）KXX導熱系數(shù)（W/（m）溫度（）比熱J/（）1002061008372002152009623002283001046400249400113053024950012508002906501379相關尺寸在建模時提及，不贅述。為簡化建模，只取冷卻水包絡面以內的模具和鑄件建模。操作步驟1.定義工作標題和文件名（1）指定工作文件名：執(zhí)行Utinity Menu/File/Change Jobname命令，在【Enter new Name】文本框中輸入“WBA.file”,單擊OK按鈕。（2）指定工作標題：執(zhí)行Utinity Menu/File/Change Title命令，輸入“Casting Solidification”, 單擊OK按鈕。2.定義單元類型和材料屬性（1）定義單元類型：執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Element Type/Add、Edit、Delete命令，單擊Add按鈕，選擇如下圖選項，單擊OK按鈕。（2）定義材料特性：執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Material Props/ Material Models命令，雙擊【Material Models Available】列表框中的“Thermal/Conductivity/Isotropic”選項，定義模具導熱系數(shù)（KXX）為“21”，接著雙擊“Thermal/Specific heat”選項, 定義模具比熱（C）為“110”，單擊OK按鈕。接著雙擊“Thermal/Density”選項, 定義模具密度（DENS）為“7800”， 單擊OK按鈕。從【Define Material Model Behavior】對話框下拉菜單執(zhí)行“Material/New Model”命令，在【Define Material ID】文本框中輸入材料編號“2”， 單擊OK按鈕。同樣的方法定義材料 “2”的屬性，通過單擊Add Temperature按鈕增加溫度表。3.創(chuàng)建幾何模型（1）生成軸身：執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cylinder/By Dimensions命令，按下圖輸入:結果如下：（2）生成萬向節(jié)撥叉：執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Block/By Dimensions命令，按下圖輸入，每次單擊Apply 按鈕: 結果如下：（3）生成圓臺澆口：旋轉工作平面，執(zhí)行Utinity Menu/WorkPlane/Offset WP by Increments命令，按下圖輸入:執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cone/By Dimensions命令，按下圖輸入: 結果如下：（4）體相加：執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Add/Volumes命令，單擊Pick All按鈕。（5）生成模具型腔：返回工作平面，執(zhí)行Utinity Menu/WorkPlane/Offset WP by Increments命令，按下圖輸入:生成模具塊，執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Block/By Dimensions命令，按下圖輸入:體相減：執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Subtract/Volumes命令，選擇模具塊，單擊Apply按鈕，選擇鑄件，單擊OK按鈕。同樣的方法重新生成鑄件。粘結模型：執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Glue/Volumes命令，單擊Pick All按鈕。（6）改單位制為MKS：執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Modeling/Operate/Scale/Volumes命令，在【RX,RY,RZ Scale factors】文本框中依次輸入“0.001,0.001,0.001”,在【Existing Volumes will be】下拉列表框中選擇“Moved”選項，單擊OK按鈕。壓縮元素編號，執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Numbering Ctrls/Compress Numbers命令，在下拉列表框中選擇“All”選項，單擊OK按鈕。保存文件，執(zhí)行Utinity Menu/File/Save As命令，輸入文件名“model”, 單擊OK按鈕。4.生成有限元模型（1）賦予體特性：執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Meshing/Mesh Attributes/Picked Volumes命令，選擇模具塊，單擊OK按鈕，在彈出的【Volumes Attributes】對話框中的“Material Number” 下拉列表框中選擇“1”選項，單擊Apply 按鈕。同樣的方法，對鑄件賦予材料號“2” 。（2）劃分網(wǎng)格：選擇所有實體，執(zhí)行Utinity Menu/Select/Everything命令，執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Meshing/Size Cntrls/SmartSize/Basic命令，在【Size Level】下拉列表框中選擇“2”選項，單擊OK按鈕。執(zhí)行Main Menu/Preprocessor/Meshing/Mesh/ Volumes /Free命令，單擊Pick All按鈕。保存文件，執(zhí)行Utinity Menu/File/Save As命令，輸入文件名“mesh”, 單擊OK按鈕。5.施加載荷（1）選擇分析類型：執(zhí)行Main Menu/Solution/Analysis Type/New Analysis命令，【Transient】單選按鈕，單擊OK按鈕，在彈出的對話框保持默認。（2）定義初始條件：設定鑄件初始溫度，執(zhí)行Utinity Menu/Select/Entities命令，在最上面的兩個下拉列表框中選擇“Element”、“By Attributes”選項，選擇“Material Num”單選按鈕，在【Min,Max,Inc】文本框中輸入“2”， 單擊OK按鈕。執(zhí)行Main Menu/ Solution/Define Loads/Apply/Initial Conditn/Define命令，單擊Pick All按鈕，按下圖設置:同樣的方法設置模具初始溫度。（3）定義邊界條件：執(zhí)行Main Menu/ Solution/Define Loads/Apply/Thermal/Convection/On Areas命令，在彈出的拾取框中選擇面編號“16”，單擊OK按鈕。在【File coefficient】文本框中輸入“450”，在【Bulk Temperature】文本框中輸入“25”，單擊OK按鈕。對稱面上ANSYS默認設置為絕熱。保存文件，執(zhí)行Utinity Menu/File/Save As命令，輸入文件名“l(fā)oad”, 單擊OK按鈕。6.求解運算（1）設置時間及時間步進參數(shù)：執(zhí)行Main Menu/ Solution/Load Step Opts/Time、Frequenc/Time and Substps命令，按下圖設置：（2）輸出項設置：執(zhí)行Main Menu/ Solution/Load Step Opts/Output Ctrls/DB、Results File命令，按下圖設置：（3）求解：執(zhí)行Main Menu/Solution/Solve/Current LS命令，單擊OK按鈕開始求解運算，直到出現(xiàn)【Solution is done】對話框表示求解結束。保存文件，執(zhí)行Utinity Menu/File/Save As命令，輸入文件名“resum”, 單擊OK按鈕。7.查看結果（1）顯示節(jié)點10s溫度場分布：讀入結果，執(zhí)行Main Menu/General Postproc/Read Results/By Time、Frequ命令，在【value of time or freq】文本框中輸入“10”，單擊OK按鈕。顯示節(jié)點溫度場分布，執(zhí)行Main Menu/General Postproc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu命令，選擇“Nodal Solution/Thermal/Temperature, 單擊OK按鈕。（2）矢量顯示節(jié)點10s溫度場分布：執(zhí)行Main Menu/General Postproc/Plot Results/Vector Plot/Predefined命令，保持默認設置單擊OK按鈕。同樣的方法可得100s、500s、1000s的節(jié)點溫度場分布和矢量顯示：100s500s1000s（2）顯示節(jié)點溫度隨時間變化表：定義