基于PRO/E與ANSYS集成實現的壓鑄模具溫度場仿真

作者：信息來源:模具頻道 2009-2-25

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壓鑄模具是現代制造業的重要工藝裝備。在生產中，其溫度場及熱應力場為非穩定狀態，即隨時間變化，各性能參數均發生改變。生產實踐證明，壓鑄模具設計、制造完成之后，即使發現錯誤。預測各部位的溫度場和熱應力場分布及其變化規律。...

2.2 有限元分析的求解處理
    (1)添加約束載荷。施加對流邊界條件為65W/(m²·℃)，周圍空氣溫度為25℃到加在模具內表面受對流沖擊的邊界上．將初始溫度為25℃施加給鑄造工字形梁的模具。
    (2)求解。先作穩態分析，確定初始條件，然后進行瞬態分析。將時間步長設置完畢以后就可以由計算機自動完成。
2.3 有限元的后處理與結果顯示
    后處理是指檢查并分析求解結果的相關操作。這也是分析中最重要的環節之一，因為任何分析的最終目的都是為了研究鑄造工字形梁模具的溫度分布及其受熱變形情況。ANSYS提供了多種顯示結果的方式，如圖形顯示、等值線圖、軌跡線圖、列表顯示等。其中圖形顯示是一種非常直觀有效的結果顯示方式，并且可以根據不同的分析目的顯示不同的分析結果。模擬分析結果如圖4～7所示。

圖4 初始溫度場分布圖5 30s溫度場分布

圖6 鑄件中心點溫度隨時問變化曲線

圖7 模具頂部中心點溫度隨時間變化曲線

3 總結
    (1)建立了兩個具有代表性的CAE和CAD軟件的集成，可應用ANSYS軟件根據不同的生產條件要求，改變不同的參數，并重新執行命令流，就可以得出在不同生產條件(包括澆注溫度，模具材料物性和鑄造合金熱物理性能參數等)下的壓鑄模溫度場數值模擬，其結果為下一步的鑄件熱應力一應變場的數值模擬提供了信息。
    (2)若模擬結果不能滿足要求。可以返回Pro/E中進行反復修改，直至完成對模具的優化設計。
    (3)這種數值模擬方法節省了大量時間，對鑄件成型工藝和模具設計都具有重要意義。可以在工程實際中加以推廣應用。

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