壓鑄以及金屬模具重力鑄造,在生產中受到了周期性的溫度熱傳。模具變形主要是膨脹應力與熱應力的共同作用,分析模具的熱變形,就需要將兩者結合起來進行分析,以發現模具在使用過程中的變形趨勢。

多年來,由於模流軟體,主要分析金屬液的充填與凝固過程,而對於模具,分析的最多只是循環過程中獲得的穩態溫度場。Cast-Designer v7.5去年推出全新模組CDPE,全稱(Cast- Designer Performance)。
該模組採用了固體力學的三維非線性有限元求解器。經過一年的應用,CDPE的分析對象從鑄件,延伸到了模具和後加工過程的力學分析。
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模具結構與熱成像結果

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利用結構力學分析軟體,分析模具熱變形,顯示模具張開量達到0.3mm。

模具熱變形,產生的缺陷很多。
1)飛邊,2)模具錯位影響壓鑄件精度,3)後加工量增加,4)還有可能出現導柱與導套、側抽芯與滑塊、推出機構運動零件“卡滯”現象, 5)模具熱變形還會使模具在熱態出現“噴料”,無法保證壓鑄件的內部品質。

今天,C3P Cast-Designer CDPE,不僅只有充型凝固,還能結合完整的周期,分析模具熱變形。而且全面支援六面體元素,網格劃分非常簡單,一鍵生成。

以下金屬模重力鑄造案例:可見在俯視方向,中心變形量約為3mm,側視方向變形量約為1.5mm。

 

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四缸發動機壓鑄件,模具熱變形分析:
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左側為模具熱變形量,右側為等效應力結果。
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對於CDPE,有很多的意想不到的延伸應用。不知道是否算“前端應用”,僅供有需求的朋友們參考。