【正文】 鑄鐵平板 掛舵臂鑄造成形過程的計算機模擬摘 要介紹了鑄造過程數(shù)值模擬技術(shù)的一些基本的原理和應(yīng)用。采用華鑄 CAE 軟件對大型鑄鋼件掛舵臂的鑄造成形過程溫度場進行模擬。選用了 Solidworks 三維造型軟件生成鑄件以及冒口、澆注系統(tǒng)、冒口套、冷鐵等工藝參數(shù)的三維實體模型，并導出 STL 格式文件作為接口文件，然后用華鑄軟件進行模擬計算處理。 模擬結(jié)果作為改良掛舵臂鑄造工藝的依據(jù)，在掛舵臂肋板熱節(jié)處設(shè)置冷鐵來提高凝固速度，在冒口上加設(shè)保溫冒口套來提高冒口的金屬液補縮能力。通過對凝固過程溫度場的模擬分析，優(yōu)化了原始工藝。利用計算機模擬技術(shù)，判斷鑄造工藝的合理性，輔助完成工藝優(yōu)化的方法，能夠徹底克服傳統(tǒng)工藝設(shè)計方法的缺點，提高設(shè)計質(zhì)量，縮短試制周期，降低生產(chǎn)成本。將模擬優(yōu)化后的工藝用于華正機械公司的鑄鐵平板實際生產(chǎn)中，結(jié)果表明：通過合理設(shè)置冒口、冷鐵的位置和大小，合理選擇澆注系統(tǒng)及分型面，可以控制冶煉和熱處理工藝，保證鑄件符合順序凝固的原則，生產(chǎn)出組織致密、性能優(yōu)良、各項指標達到用戶要求的優(yōu)質(zhì)掛舵臂鑄件。鑄鐵平板 IComputer Simulation for Casting Process of Rudder ArmABSTRACTThis article has introduced the principles and applications of numerical simulation of casting process. HUA ZHU CAE been used to imitate the temperature field in the casting process of the large rudder arm.. In this experiment, Solidworks, a threedimensional modeling software, has been used to create the threedimensional entity model of casting and riser, pour system, riser set, cold iron, etc and lead out files whose forms are STL as the interface files. And then Intecast has been used to imitate the puting. The simulation result is used as the basic of improving the casting technology of the rudder horn. In order to enhance the speed of solidification, cold irons are set up in the rib hot spot of rudder arm. And to improve the contraction pensation capacity of molten metal of the riser head, the insulating riser sleeve has been set up. Through the simulation analysis the original technology has been optimized. Utilizing the puter modeling technique to judge the rationality of casting technology and to assist the optimization of casting technology can overe the shorting of the traditional method on craft design pletely. That can improve design quality and shorten production cycle as well as reduce the production cost.CITIC heavy machinery CO. adopted the optimized technology in the actual production. The results shows that cast of rudder arm with pact texture, high quality and satisfying parameters can be produced by properly setting the position and size of riser and cold iron, properly choosing perfusion system and parting plane，controling smelting and heat treatment process and ensuring that the cast accord to the principle of sequential solidification.KEY WORDS： rudder arm, HUA ZHU CAE, shrinkage, process optimization鑄鐵平板 II目 錄第一章 緒論 ................................................1167。 造船業(yè)的發(fā)展與掛舵臂鑄件的介紹 ....................1167。 掛舵臂的傳統(tǒng)鑄造工藝 ..............................3167。 掛舵臂成 型特點 ..............................4167。 傳統(tǒng)鑄造工藝 ................................4第二章 掛舵臂縮孔、縮松等缺陷的研究 ........................7167。 縮孔、縮松產(chǎn)生的原因和過程 ........................7167。 掛舵臂生產(chǎn)中縮孔、縮松等缺陷的產(chǎn)生 ................8167。 掛舵臂生產(chǎn)中縮孔、縮松缺陷的防止 ..................9167。 掛舵臂鑄件中縮孔位置的確定 ..................9167。 掛舵臂鑄件生產(chǎn)中縮孔的防止 .................11第三章 掛舵臂成形過程溫度場數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化 .............13167。 計算機技術(shù)在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用 .....................13167。 華鑄 CAE 的概述 ...................................14167。 華鑄 CAE 對掛舵臂鑄造過程溫度場的模擬 .............16167。 STL 文件的前置處理 ..........................16167。 溫度場的計算分析 ...........................17167。 模擬結(jié)果顯示與分析 .........................19167。 掛舵臂鑄造工藝優(yōu)化 ...............................20第四章 掛舵臂鑄鋼件的實際生產(chǎn) .............................23結(jié)論 .. ...................................................27參考文獻 ..................................................28致謝... ...................................................30河南科技大學畢業(yè)設(shè)計(論文)0 第一章 緒 論167。 造船業(yè)的發(fā)展與掛舵臂鑄件的介紹中國造船業(yè)經(jīng)過幾代人的努力，取得了令世人矚目的成就。2022年中國造船產(chǎn)量達到1400萬載重噸，占世界造船總產(chǎn)量的20%份額，造船總量位居世界第三 [1]。中國船舶工業(yè)應(yīng)以加入WTO 為契機，抓住新的機遇，放眼世界，充分利用國內(nèi)和國外兩個資源、兩個市場，努力創(chuàng)新， “做大、做強 ”中國船舶工業(yè)。從世界造船競爭格局的演變看，進入新世紀，世界造船業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移步伐加快，中國造船業(yè)正在迅速崛起，在世界造船業(yè)中的地位日益突出。中國船舶工業(yè)已經(jīng)進入實施跨越式發(fā)展的新時期，呈現(xiàn)強勁的增長勢頭和巨大的發(fā)展?jié)摿Γ袊肮I(yè)所具有的綜合比較優(yōu)勢，使中國最有希望成為下一個造船王國。按照船舶系統(tǒng)“十一五”規(guī)劃，加強船舶自主設(shè)計能力、船用裝備配套能力和大型造船設(shè)施建設(shè)，優(yōu)化散貨船、油輪、集裝箱船三大主力船型，如圖11所示，重點發(fā)展高技術(shù)、高附加值的新型船舶和海洋工程裝備。這不僅僅是中國船舶制造工業(yè)的發(fā)展，無疑也對中國整體高技術(shù)制造生產(chǎn)、高質(zhì)量鑄件生產(chǎn)提出更高要求。據(jù)計算，每百萬噸載重船需要船廠外協(xié)的鑄鍛件1萬~2萬噸。所以船用鑄件，尤其是大型船用鑄件的生產(chǎn)技術(shù)對造船業(yè)的發(fā)展有著極大的影響。 散貨船 20 萬噸油輪河南科技大學畢業(yè)設(shè)計(論文)1 集裝箱船圖 11 三大主力船型眾所周知，船舶的航行除了前進的動力，還需要方向的確定和轉(zhuǎn)變，而舵就是船舶轉(zhuǎn)變方向的設(shè)備，所以舵系是船舶航行最主要的設(shè)備之一，直接關(guān)系到船舶航行的安全性能。舵系的設(shè)計是一項比較復雜的工作，在外裝區(qū)域設(shè)計中占有重要的地位，其質(zhì)量的好壞直接影響到整艘船舶下水節(jié)點和建造質(zhì)量 [2]。作為本研究對象的掛舵臂為船舶上重要部件之一(如圖12)，其用途是來承受舵轉(zhuǎn)動時所使與的拉應(yīng)力與壓應(yīng)力。掛舵臂