由于鑄件的結(jié)構(gòu)和壁厚、模具的壁厚和尺寸以及材質(zhì)等因素的影響,容易形成熱節(jié),熱節(jié)的形成是由于模具局部散熱不良所致,造成了模具局部和整體的冷卻不平衡,容易引起鑄造缺陷。以由于壁厚不均而產(chǎn)生的熱節(jié)為研究對(duì)象,考察不同研究條件對(duì)模具溫度場及其局部冷卻能力的影響規(guī)律,為工藝措施的選擇提供參考,解決因模具局部冷卻不充分而產(chǎn)生的熱節(jié)問題,以期指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐中鑄造工藝的改進(jìn)和模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。模型和分析判據(jù)的構(gòu)建,模型的構(gòu)建為了使分析具有一般性,使得出的結(jié)論對(duì)生產(chǎn)實(shí)際具有一般的指導(dǎo)意義,在建立數(shù)值模擬計(jì)算模型時(shí)假設(shè)模型無限長,在ANSYS中可以將其簡化為二維模型,簡化后的二維模型。
分析判據(jù)的構(gòu)建分析前文構(gòu)建的計(jì)算模型可知,豎直部分如果要避免形成熱節(jié),就必須先于鑄件主體部分凝固或者與其同時(shí)凝固。本研究中考察了鑄件凝固過程中幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的溫度變化,其取點(diǎn)的規(guī)則如點(diǎn)是鑄件主體部分(即水平部分)的中心點(diǎn),P是模具上位于P點(diǎn)正上方3mm處的點(diǎn)。T是凝固過程中,P點(diǎn)溫度為560℃時(shí)鑄件上的溫度最高點(diǎn)。鑄件凝固過程中,T處的溫度與P點(diǎn)處溫度之間的差值反映了鑄件中各部位傾向于同時(shí)凝固的程度。本研究中,以P點(diǎn)溫度為560℃時(shí),處的溫度與P點(diǎn)處溫度之間的溫度差值作為判據(jù),來衡量不同條件下鑄件趨向于同時(shí)凝固的程度和模具的局部冷卻能力,溫度差值越小,鑄件就越傾向于同時(shí)凝固,說明模具的局部冷卻能力越強(qiáng);反之,鑄件中各部位的冷卻越不平衡,模具的局部冷卻能力越弱。