POLIGONSOFT有限元铸造模拟软件---连续铸造工艺模拟解决方案

POLIGONSOFT连续铸造模拟解决方案
 
该专用模块允许设置结晶器的任何几何形状以及铸锭在设备中的运动轨迹，同时考虑与所有牵引、导向机构等元素的热力和力学互动。

■温度和相场

■板坯凝固

■宏观和微观孔隙

■残余应力
■裂纹（热裂和冷裂）

■弹性变形

■塑性变形

■金属结构
PoligonSoft能够研究各种技术参数对零件质量的影响，识别这些参数变化与缺陷零件出现之间的关系。

●降低成本和时间
除了缩短产品开发时间外,还可以显著节省材料和人工成本。
●提高质量和精度
预防和纠正铸造缺陷,如孔隙、气孔或凝固问题。
●工艺和设计优化
尝试铸造过程的不同变量,以找到最有效的配置。

总体概念
这个数学模型是与大型钢板生产商Severstal公司合作开发的。它基于凝固求解器和应力求解器，为此设计了一种新颖独特的解决方案。

半连续铸造分析

为OJSC “KUMZ公司”进行的研究

需要对典型铸造制度进行分析，以找到既定制度中的温度分布，预测锭坯的完整性，并检查残余应力的特性。

■合金：D19ch品牌铝合金

■锭坯截面：1671x492mm，桶形，高度6700毫米
■结晶器高度：115毫米
■金属温度（在搅拌机中）：710°C
■结晶器：6061-T6品牌铝合金
■冷却水温度：25°C
■环境温度：20°C
■结晶器中的金属液位置：距顶部55毫米
■水冷区：结晶器下缘以下30毫米，延伸270毫米
■冷却区在底部由排水系统界定，这些系统完全排除其水平以下的水。

铸造速度为每分钟50毫米的热计算结果

稳态条件特性（每分钟50毫米）
在铸造中达到稳定的热态意味着锭坯整个体积内的结构和金属属性特性的稳定。在这种情况下，最重要的因素是液态金属腔体的温度和尺寸的稳定。

应力-应变状态分析
通过半连续铸造方法制造锭坯的分析可以包括计算应力-应变状态，以预测应力、变形、位移的场，以及热裂纹形成的倾向等。

宏观和微观孔隙率
 
PoligonSoft中的宏观和微观孔隙率模型允许预测与未在熔融金属水平以上区域进行喂养以及熔融金属在树枝状框架中过滤过程中的缺陷形成相关的缺陷。在半连续铸造任务中，当访问滑动接触的通用热传递模型的功能时，可以进行此类分析。

■计算显示，由于宽范围合金的特定凝固特性和存在的散热条件，轴向区域形成高达0.5%的微观孔隙的趋势。

■锭坯配置和适度的铸造速度确保了凝固的明确方向性，这防止了熔融金属的孤立和破碎区域的形成，以及随后的宏观孔隙的形成。

■通过建模可以进一步分析控制微观孔隙水平和减少两相区振幅的措施。

连续铸造分析

为”Severstal”公司进行的研究旨在比较模拟结果与其铸造机实际结果。

高精度铸造工艺模拟仿真软件POLIGONSOFT简介：

POLIGONSOFT 是一款专业的铸造模拟分析软件,这款软件具有丰富的材料库参数以及专业技术团队支持,帮助用户解决从研发到制造过程中的成本,质量,以及交付时间问题。提高铸件厂商的竞争力。

软件介绍
POLIGONSOFT采用优良的有限元FEM算法技术，实现了高精度的铸件分析模拟。除了对流动、凝固等一系列铸造工艺进行评价外，还可以对产品的内部质量评价，如气孔率、凝固后编织预测、热应力分析等进行连续模拟。

POLIGONSOFT的好处

·        初始设计阶段结构缺陷的预测、分析、测量和量化（例如断层扫描等测量孔隙率的体积）

·        模拟从浇铸到最终铸件的整个过程，以处理所有物理现象

·        考虑熔模铸造过程中阴影效应的视角因子辐射计算

·        计算模具内凝固和模具外冷却过程中的应力，预测应变并通过 3D 扫描仪测量进行评估

·        预测晶体结构，包括等轴/单晶、微观结构和机械性能

·        对热处理工艺进行合理建模、仿真分析，可进行正火、退火、淬火、回火等工艺曲线的全方位模拟

POLIGONSOFT铸造仿真软件其它优势：
POLIGONSOFT铸造工艺模拟、定向凝固、各种铸造等仿真
★重力、砂型、高低压、真空铸造，消失模；
★加冷铁、保温冒口；
★熔模铸造、匀速抽拉、变抽拉速率；
★模拟各类实心‖空心‖动叶、单联、多联导叶等复杂结构叶片的工艺仿真；
★模型拆分、网格超细节划分、修复；
★差压铸造、倾斜浇注；
★钢锭底注式、顶注式浇注工艺模拟；
★非均匀模壳、对称面、无壳面模拟；
★充型、凝固、冷却、HRS；
★宏观组织、晶粒生长，单晶、定向凝固等叶片、叶轮工艺模拟；
★换热系数反算；
★计算收缩率；
★完整铸造数值模拟范例；
★温度场、应力场和缩松缩孔缺陷等；
★反变形。