基于ANSYS铸造过程热应力双向耦合模拟.pdf

学兔兔 NOV．2011 铸 造 VO1．60 N0．11 FOUNDRY ·1103· 基于ANSYS的铸造过程热应力双向耦合模拟 傅显钧，廖敦明，周建新，陈 涛 (华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室，湖北武汉430074) 摘要：为提高铸造过程温度场和应力场的模拟精度，开发了基于ANsYs的铸造过程热应力双向耦合模拟的FEM肫M 集成系统。系统使用接触单元处理铸件．铸型间的相互作用，采用一致的有限元网格模型模拟温度场和应力场，并实现 了温度场．应力场的相互影响。最后使用该系统进行了应力框铸件的实例验算，模拟结果与实验结果吻合良好。 关键词：热应力；ANsYs；接触单元；铸造 中图分类号：TP391．9 文献标识码：A 文章编号：1001—4977(20：l 1)11—1 103—05 Bidirectional Coupled Simulation for Casting Thermal Stress 。Based on ANSYS FU Xian-jun，LIAO Dun-ming，ZHOU Jian-xin，CHEN Tao (State Key Lab of Materials Processing and DieMould Technology，Huazhong University of ScienceTechnology，Wuhan 430074，Hub·ei，China) Abstract：In order to improve the accuracy of the temperature field and stress field of casting process simulation，an integrated FEM／FEM system based on ANSYS WaS developed to simulate casting process．1n this system．the contact element was used to study the interaction between the casting and the sand mold and the same finite element mesh model was used to simulate the temperature field and stress field，and the lnteraction between the temperature and stress fields was achieved．The method was applied to simulate the solidification of a stress．frame specimen casting．The simulated results are more accurate than the one-way coupled method compared with experimentaI results． Key words：thermaI stress；ANSYS；contact element；casting 目前铸造过程温度场和应力场模拟计算普遍采用 铸件热应力模拟，系统的流程图如图l所示。首先建立 FDM／FEM集成化的思路，在进行有限差分温度场向有 三维CAD模型 然后采用APDL语言导人ANSYS，分 限元温度载荷转换时，存在不同网格间的匹配问题， 别建立热分析和结构分析物理环境。使用热分析模型 因此存在一定误差。本研究开发了完全基于ANSYS的 求解铸件和铸型的温度场，将得到的温