1、方法。般有等温曲线法和等固相率曲线法两种。等温曲线法等温曲线法般选择固相线温度或根据合金的凝固特点确定的温度作为液态金属停止流动的最高温度，以此温度在凝固过程中的不同时刻做出相应的等值曲线。若等温曲线存在封闭，则认为封闭回路区域内将产生缩孔。大学届毕业论文第页共页等固相率法等固相率法也就是等临界固相率曲线法。用合金停止宏观流动时的固相率值在不同时刻对应的等值曲线分布判断缩孔位置。合金的临界固相率值大小取决于其凝固特性和凝固成形方法。收缩量法该方法是在时刻内计算出铸件内达到临界流动固相率的凝固单元的总收缩量，若总收缩量大于单元体积时，则从冒口中或铸件最高部位的可流动单元中减去收缩量，所减去的收缩量在冒口中或铸件中的表征即为缩孔。大学届毕业论文第页共页铝合金铸。
2、定凝固状态号为，将的单元被认为没有补缩能力时刻任选个凝固状态编号为且熔池编号为的单元进行孤立熔池判断。此单元及与该单元相邻的单元以及这些单元中任意个相邻的单元，依次类推，这些单元必处于同个孤立熔池。给这些单元赋熔池编号重复，依次赋予熔池编号„，直至全部单元的熔池编号不为时刻时刻重复步骤。用该方法能确定凝固过程中各个时刻的熔池个数及熔池状况。缩孔大小及分布的计算,孤立熔池的等效液面收缩量法大学届毕业论文第页共页金属液刚充满型腔时所有单元处于个熔池中,随着凝固的进行,铸件中有的部位补缩通道不畅而导致形成多个孤立熔池。将等效液面收缩量法用于各个孤立熔池,并假设金属液补缩仅考虑液相向固相转变时的体积收缩,不考虑热胀冷缩影响当单元的固相体积分数达到临界值时,此单元丧。
3、度方面，也进行了不懈的努力。新山英辅在铸件凝固数值模拟的研究方面也相当活跃，其中大型铸钢件缩孔缩松位置预测被认为是有代表性的文章。其中提出了解决三维计算中数据多容量大速度慢等突出问题的种简便的模拟方法拟三维法。基本思想是将铸件中具有三维传热特点的部分简化为二维进行计算。在此后，新山英辅的大部分工作都是围绕拟三维计算和缺陷判据进行的，在计算方法方面，他大都使用有限差分法。起初根据温度梯度法建立的铸钢件缩孔缩松的判别法，与实验取得了较好的致。日本在铸件凝固数值模拟研究和应用方面相当活跃。大阪大学的大中逸雄和东北大学的新山英辅教授所进行的研究工作较为具有代表性。八十年代以来，由美国国家科学基金会赞助，组成以佐治亚共工学院和密西根大学教授为首的联合小组，最终实现铸。
4、件缩孔的预测方法温度场模型式中为温度,为比热,为液相和固相的平均密度,为结晶潜热,为导热系数,为枝晶间液体流速,为液相体积分数,与温度有关。等号左边第项表示枝晶间液体流动的热对流,由于结晶潜热释放,两相区温度梯度和液相体积分数比较小,可以忽略不计,式变为其中可采用式计算式中为纯金属熔点,为液相温度,为溶质平衡分配系数。动态多熔池等效液面收缩量法在铸件的凝固过程中,往往同时存在多个孤立的熔池,凝固收缩时各个封闭熔池的最高液面金属液均向下补缩,由此预测各孤立熔池的缩孔或单元致密度。动态多熔池的判定在时刻对所有铸件单元赋予熔池编号。时刻对全部单元判断，将的单元。
5、铝液温度没有掌控好四是模具上存在些问题。目前,对铝铸件渗漏的研究主要集中于以下方面利用数学的方法分析缩松缩孔形成的热力学和动力学因素,建立数学模型,使用计算机模拟铸件凝固过程,确定铸件中缩孔缩松形成的部位,然后进行分析并改变模型中的工艺参数以达到消除或减轻缩松的目的,最终用于指导铝合金铸件的生产。依据凝固过程的特性,在生产实践中通过反复试验,探索缩孔缩松形成的原因和机理,针对成因改进工艺消除或减轻缩松缩孔,以达到防治渗漏的目的。计算机模拟在铸造中的应用现状国外研究现状四十年代，美国哥伦比亚大学的教授在美国铸造学会的资助下，利用大型模拟计算机进行了包括凝固模拟浇注系统设计浇包中热损失铸型中热流流动等方面的研究。年，丹麦学者把有限差分第次用于铸件凝固过程的传热。
6、力的临界固相率因不同的合金成分和凝固形态而不同,般为。当压力在至之间时合金的临界固相率与压力的关系可看成条直线,而当压力大于时临界固相率的变化比较缓慢,此时可把它看成条水平线来处理,认为合金的临界固相率不再发生变化。其中,临界压力与此压力下的临界固相率的值由合金而定,则代入方程解之,则,凝固固相率也是温度的函数。实际计算过程中是根据潜热处理时所取的关系,首先找临界固相率所对应的温度,然后在温度场数值模拟的基础上,描画出不同时刻临界温度下的等温线等方法来判别缩孔和缩孔的位置。运用绘图软件绘制双头锤试件打开绘图界面，草绘单个锤头，标注尺寸，利用旋转功能绘出图形，如图，大学届毕业论文第页共页图锤头尺寸图图单个锤头以图为的个面为参考创建个平行草绘界面，复制出另个锤。
7、毕业论文第页共页七十年代以来，世界范围内许多国家都相继开展了铸件凝固的数值模拟，使得数值模拟得以快速的发展起来。大量的研究仍然集中在温度场的计算以及缩松缩孔及热裂等缺陷预测方面，但此时的研究需要更高技术水平的流场计算打下了坚实的基础，充型过程的流场计算研究也已起步。在温度场计算方面各个国家都为数值模拟做出了自己的贡献。丹麦工业大学在研究中采用当量温度使导热系数在方程中表现为常数，利用热焓法处理凝固潜热和比热，使用动态差分格子参数来处理液态金属的收缩和膨胀，并导出温度场分布与应力应变速率的关系从而预测热裂。挪威的利用数值模拟的方法来确定冒口的补缩距离，通过计算温度分布来确定冒口的位置。印度工学院的和对铝合金在铸铁型中的凝固进行了模拟计算，指出铸件铸型间的传热。
8、降至第层，第层中固相率的单元其金属液量进步减少，层单元液量变为大学届毕业论文第页共页当然若第层和第层中可用于补缩的液体之和不足于补缩则液面将下降至层，处理方法类似。其余熔池处理方法重复。低压铸造中缩孔预测集中缩孔与补缩通道的畅通与否有着密切的关系,低压铸造是在压力作用下进行凝固结晶的,压力大小和作用时间对缺陷有着很大的影响作用。压力越大作用时间越长,越容易保证补缩通道的畅道,则缩孔倾向就越小,根据此原理可进行缺陷预测。设压力与金属材质临界固相率的函数关系为在压力的作用下,对应的临界固相率是,当单元的固相率小于时,金属液可以自由流动,当单元的固相率高于时,液态金属通过枝晶渗流的阻力很大,甚至失去补缩能力,这种失去补缩能。
9、计算，为凝固模拟开辟了新的途径，同时拉开了铸件凝固过程数值模拟的序幕。年美国通用汽车公司的和应用瞬态传热通用程序对汽轮机缸体铸件进行了与实验结果相当接近的计算温度场。这些最初的尝试性研究表明运用计算机模拟技术研究铸件凝固过程具有广阔的前景。此后，世界上许多的工业发达的国家相继开展了这方面的工作，并且试图将数值模拟向着工程实用化方向努力。这期间，以美国大学的等人以及日本的大中逸雄等为代表的研究人员都相继开始了凝固过程数值模拟的基础性研究，并取得了显著的进步。他们深入研究了般铸件凝固过程温度场数值模拟中的计算方法潜热的处理对流换热边界条件界面换热系数和补缩距离等问题。这些问题的相继解决，对温度场的数值模拟实用化，以及下阶段的研究开发起到了巨大的推动作用。大学届。
10、造工艺为目标进行系统的研究，目前研究工作已有多项成果和进展。随着计算机技术的发展，凝固数值模拟技术再大学届毕业论文第页共页次得到了飞速的发展。方面是由于研究过程中新的数学模型的建立和多种判缺陷在铸件上产生的部位肯定是最后凝固的地方，而导致最后凝固主要有以下两种情况最常见是发生在铸件断面突增或铸件几何热节的部位，因为这些地方金属液的散热最慢，最后凝固而形成缺陷。并非是铸件的几何热节，而是因为金属液长时问流经处，使该处过热，也会产生缩孔缺陷，通常称之为物理热节。低压铸造下的缩孔缺陷数值模拟数值模拟凝固过程缩孔缺陷预测数值模拟计算中,常用的缩孔缩松预测方法及判据有以下几种等值曲线法等值曲线法就是用反映凝固阵面位置的参数的等值曲线在各个时刻的分布来判断收缩缺陷的种。
11、系数只与铸件与铸型的体积比有关，而与铸件的厚度无关，给出了不同体积比条件下无涂层和有硅粉涂层的传热系数，这样，对于同样系统的铸件，只要知道了体积比，就可以知道传热系数值,为传热计算提供了方便条件。在日本，以大中逸雄新山英辅为代表，对凝固数值模拟开展了较深入和细致的研究。大中逸雄采用直接差分法对铸件进行模拟计算。又分为内节点法和外节点法，直接差分法物理意义明确单元划分灵活对复杂形状的铸件易于表达，提供了种通向三维的可行途径。这种方法后来直作为大中逸雄从事数值模拟计算的主要方法之。大中逸雄对几种常用的缺陷判别方法如等时凝固曲线法，温度梯度法，透过温度梯度法进行了对比性研究。同时大中逸雄总结了多年铸件凝固数值模拟研究工作的经验，形成了比较完善的体系，在提高计算速。
12、失补缩能力。用等效液面收缩量法计算缩孔的大小需做两条假设金属液补缩仅考虑液相向固相转变时的体积收缩，不考虑热胀冷缩影响。当单元的固相率达到临界固相率时，此单元丧失补缩能力。采用等效液面法计算缩孔的具体步骤如下单元从液相变为固相时体收缩率为式中为凝固收缩率,为固相密度为液相密度。单元从时刻到时刻的体积收缩量为如果从时刻到时刻，号熔池中有个单元液固转变，号熔池总的体积收缩量式中为单元体积为单元的液相率变化值为单元的体积收缩量号熔池最高液面假设为第层，该层中固相率小于的单元之和为，此时可能出现两种情况若液面仍处在第层，对于的各个单元,其单元液量减少，单元液量体积为式中为第层的单元个数,为第层单元液体体积。若则第层的单元变成空单元，液面下。
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