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傾斜澆鑄的優化

校準研究的目標

優化內燃機活塞的傾斜澆鑄,以最大限度地減少空氣夾帶。

工程挑戰

這種優化的目的是最大限度地減少傾斜澆鑄過程中的空氣夾帶量和湍流量。該目標將通過修改傾斜填充運動的輪廓來實現。盡量減少空氣夾帶和湍流將減少缺陷被引入鑄件的可能性。此外,優化灌裝參數可以在不增加成本的情況下提高質量。

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優化方案

生成允許用戶運行傾斜澆注模擬的多次迭代的工作流。FLOW-3D (x)使用節點來構建用於優化的自動化工作流。三個過程變量(旋轉開始、旋轉持續時間和體積流量)作為變量輸入,並隨著模擬的每次迭代而變化。

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FLOW-3D (x) 工作流程

Excel 電子表格節點用於定義模具旋轉的開始和持續時間以及填充曲線的體積流量的表格。計算器節點將輪廓描述轉換為規定鋼包運動的 movin.inp 文件。接下來,使用FLOW-3D節點來執行模擬。每次模擬的輸出是總填充分數和夾帶空氣體積分數,這是由後處理節點從結果中提取的。填充率用作模擬的動態終止條件,以確保模具完全填充。優化研究允許的預算或模擬數量設置為三十。一次模擬運行大約需要 15 分鐘。

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最佳化結果

使用FLOW-3D (x)的數據分析工具,結果的帕累托前沿圖形表示揭示了哪種模擬對應於夾帶空氣量最少和填充率最高的最佳填充曲線。模擬和迭代設計特徵都是由FLOW-3D (x)自主生成的。此外,每個模擬的圖像和視頻都可以設置為輸出。

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這是原始澆注速率和澆注持續時間(左側)與右側優化值的比較。請注意,澆注速度略有增加,澆注完成得稍早一些。

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這是原始模具旋轉速率和持續時間(左側)與右側優化值的比較。您可以看到旋轉速率增加了,並且旋轉的持續時間比原始的要短。

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