铸造工艺工程师、铸件设计人员、需要掌握充型/凝固/缺陷预测技术的CAE仿真人员、航空航天/汽车/重工行业铸造专家。
理解铸造过程的基本理论(充型流动、凝固传热、缩孔缩松形成)。
掌握ProCAST/Flow-3D Cast/MAGMASOFT等铸造仿真软件的操作。
能够独立完成典型铸件的充型、凝固、缺陷预测与工艺优化。
铸造工艺基础:铸造方法的分类(砂型铸造、熔模铸造、压铸、低压铸造);铸造缺陷(缩孔、缩松、气孔、冷隔、热裂)的形成机理;铸造合金的特性(铸钢、铸铁、铝合金、镁合金)。
铸造仿真软件概述:ProCAST/Flow-3D Cast/MAGMASOFT的功能特点;软件界面与操作流程;求解器类型(有限元/有限体积)的选择。
几何模型与网格:铸件数模的导入与修复;浇注系统(浇口杯、直浇道、横浇道、内浇口)的建模;冒口与冷铁的建模;网格划分要求(边界层加密、曲率细化)。
材料属性定义:热物性参数(导热系数、比热、密度、潜热);力学性能(高温强度、热膨胀系数);热-力耦合分析的材料参数;界面传热系数的设定。
初始条件与边界条件:浇注温度与浇注速度;模具/铸型的初始温度;铸型-铸件界面传热系数;冷却条件(空冷、水冷)的定义。
充型过程模拟:自由液面追踪(VOF方法);充型过程中的流动模式;卷气与夹杂物的预测;浇注系统的合理性评估。
凝固过程模拟:温度场的变化;固相分数(凝固率)的演变;凝固时间与冷却曲线的提取;温度梯度与凝固速度的计算。
缩孔缩松预测:缩孔缩松的形成机理(补缩不足、孤立液相区);判据函数(Niyama准则、温度梯度法);预测结果的解读;冒口与冷铁的优化。
应力与变形分析:铸造热应力的产生机理;铸件变形与热裂的预测;残余应力的计算;铸型/芯子的受力和变形。
微观组织模拟:晶粒形核与生长(CA法);枝晶间距的预测;共晶/共析转变的模拟;微观组织与力学性能的关联。
特种铸造工艺仿真:压铸工艺(高速充型、模具热平衡、真空压铸);熔模铸造(壳型温度、蜡模变形);离心铸造(旋转流场、重力系数修正)。
综合实战项目:典型铸件(如发动机缸体、涡轮叶片、汽车轮毂)的完整铸造仿真,包含充型/凝固分析、缺陷预测、工艺参数优化与验证。