FLOW-3D 在浇铸以及热裂问题判断的成功应用

FLOW-3D 在浇铸以及热裂问题判断的成功应用

加拿大能源技术中心材料科技实验室 (CANMET-MTL) ， 是加拿大自然资源部下属的一个部门，同时也是安大略渥太华市一个重要的研究机构。 CANMET-MTL 有在氢能源储藏和有毒气体感应方面的纳米技术研究项目。坐落于安大略省汉密尔顿的麦克马斯特大学的麦克马斯特创新园区，投资 600 万加元，用于协助多伦多和滑铁卢等地方大学的合作研究项目。 Simulations则是加拿大著名之工程技术服务厂商，与加拿大能源技术中心材料科技实验室于 2004 年开始参与共同合作，主要研究重点在于新浇注技术之开发与应用。
案例说明 ：利用 FLOW-3D 进行制程评估以及确认铸件热裂问题的产生
案例一、四圆柱棒钢模
FLOW-3D 案例一设定 1. 非牛顿流体 2. 紊流模型（RNG k-epsilon model） 3. 隐式热传解（Implicit） 4. 从充型执行至固化结束 5. 充型时间约 35 秒
解决无法填满模穴的方法 – 离心铸造 旋转速度设定：200 RPM 以 FLOW-3D 进行仿真
FLOW-3D 物理模型选择：非惯性参考座标轴模型（Non-inertial reference model） 将旋转角速度的影响施加于浇铸过程中。
二、六圆柱棒浇铸（热裂问题评估） 问题描述：铸件在固化过程中发生断裂
固化过程中发生铸件断裂的问题检讨： 铸造过程中造成的应力集中以及铸件变形原因可能来自于： 固化过程中，模具限制了铸件的收缩，而造成该区域断裂 铸件固化过程中铸件各区域的温度差异过大，造成热应力集中断裂 固液相转换时发生严重的体积收缩，铸件各个区域的收缩量不同造成铸件断裂
热应力发生的原因： 铸件中各个区域因为收缩量不同造成温度差异 由于温度的平衡影响，在这些区域开始造成应力集中 如果固化过程中应力超过铸件材料固化时的拉伸应力，就会发生永久性的变形甚至是断裂 FLOW-3D 案例二设定： 零速度场（仅做固化分析）、热传采用显式解计算（Explicit）
结果显示：（固化过程中之固化率分布，红色代表固化率 = 100% 的区域）
结果：温度差异最大的区域显示
结论： FLOW-3D 能够精确的预测重力铸造件充型的效果以及热裂问题的预测。

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