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计算机在材料科学中的应用论文 姓名:江婷 学号 1 2007-2008 学年秋季学期(2007 年 10 月) 《计算机在材料科学中的应用 D》(模拟部分)期末小论文 姓 名 江婷 学 号 成 绩 1．前言(10 分) 传统的铸造方法铸造铸件时需要不断的试验，经过对铸造工艺的修改，得到 理想的铸造工艺和可以使用的铸件，这个过程需要丰富的经验和不断的尝试，需 要耗费大量的人力物力，不但成本大，而且效率很低。通过计算机对铸造凝固过 程的模拟可以很好的解决传统方法在工艺设计上的缺点，不但减少了成本上的支 出，还很好的解决了铸件内部的缺陷。 在数值模拟过程中，所应用的软件是CAE,CAE是Computer Aided Enqineering 的缩写。计算 机在材料科学中的应用的CAE流程，基本思路是产品在设计开发的初期，建立数学物理模型， 通过计算机预测产品的性能，从而达到最优化的设计。 CAE 流程主要由预处理，计算，后处理组成，在预处理过程中，首先新建一个 Project ，读 入 CAD 的 STL 文件，接着将 STL 文件差分为网格文件，最后进行参数设定，完成设定后， 进行计算，计算结束后，进行后处理，导入“流动方案”和“凝固方案”，选择适当的视角， 将过程进行“动画生成”，输出过程截图，进行分析，从而改进方案。 2 ．解析模型(STL)的建立过程(20 分) 由于没有经验，所以在建摸的过程中请教了很多同学和朋友，最终在一位研究生学长的指 导下完成了这个简单的零件模型。其制作过程如下： 1）简单轮廓制作 2 ）零件完整模型 2 3 ）添加浇注系统（金属型） 4 ）将文件保存为STL 的格式。由于AUTOCAD 无法直接保存为STL 文件，需要通过导出将文 件变为STL 文件。 3 ．金属液充型过程的模拟与结果分析(30 分) 金属液充型过程模拟的步骤如下： 1）将模型导入模拟软件，通过预览查看该模型的大致状态，并设定模型的性质（铸型，铸件 等）； 2）点击Offset 将模型划分网格，并选择适当的精度，用Enmesh 读入网格，检验模型是否完 好，作必要的修补，（由于部分位置作图缺陷在次进行修补）设置Gate，并保存； 3）点击Parameter 设置参数（流动过程，凝固过程的必要参数）并保存,本次铸件选择A356 ， 为金属型铸造（iron ），外层为空气（air ） 4）点击Mold Filling 实施流动过程模拟； 5）导入流动方案，选择合适的视角，查看合金液充型情况，将过程生成动画，输出过程截图， 刻