基于ProCAST的熔模铸造叶片模壳预热过程分析及试验验证

基于ProCAST的熔模铸造叶片模壳预热过程分析及试验验证汇报人：2024-02-02REPORTING2023WORKSUMMARY

目录CATALOGUE引言ProCAST软件介绍及其在熔模铸造中应用叶片模壳预热过程数值模拟试验验证方案设计试验结果与模拟结果对比分析结论与展望

PART01引言

熔模铸造叶片是航空、能源等领域的关键部件，其质量和性能直接影响设备的整体效能。模壳预热是熔模铸造过程中的重要环节，对叶片的成型质量和内部组织有重要影响。研究模壳预热过程有助于优化熔模铸造工艺，提高叶片的质量和性能，具有重要的理论和实际意义。研究背景与意义

目前，数值模拟方法已成为研究模壳预热过程的重要手段，能够预测温度场、应力场等物理量的分布和演化。随着计算机技术和数值模拟方法的发展，模壳预热过程的仿真模拟将更加精确和高效，为工艺优化提供有力支持。国内外学者在熔模铸造模壳预热方面开展了大量研究，涉及预热温度、预热速度、预热均匀性等方面。国内外研究现状及发展趋势

本研究以熔模铸造叶片模壳预热过程为研究对象，通过数值模拟和试验验证相结合的方法，分析预热温度、预热速度等工艺参数对模壳温度场和叶片成型质量的影响规律。研究内容首先建立模壳预热过程的数学模型，并利用ProCAST软件进行数值模拟；然后设计并开展模壳预热试验，获取实际温度场数据；最后将模拟结果与试验结果进行对比分析，验证数值模拟的准确性和可靠性。研究方法本研究的主要内容和方法

PART02ProCAST软件介绍及其在熔模铸造中应用

ProCAST是一款专业的铸造模拟软件，能够模拟金属液充型、凝固和冷却过程。它具有强大的前处理、求解和后处理功能，能够准确地预测铸造缺陷和优化铸造工艺。ProCAST广泛应用于航空、汽车、机械等领域的铸造生产中。ProCAST软件简介

ProCAST在熔模铸造中的应用概述熔模铸造是一种高精度、高质量的铸造方法，广泛应用于航空、能源等领域。ProCAST能够模拟熔模铸造中的金属液充型、凝固和冷却过程，预测缩孔、缩松等缺陷。通过模拟结果，可以优化模具设计、调整工艺参数，提高铸件质量和生产效率。

模壳预热是熔模铸造中的重要工序，对铸件质量和生产效率有重要影响。ProCAST能够模拟模壳预热过程中的温度场分布和热应力变化，预测模壳变形和开裂等风险。通过模拟结果，可以制定合理的预热工艺方案，避免模壳损坏和铸件缺陷，提高生产效率和经济效益。模壳预热过程模拟的可行性分析

PART03叶片模壳预热过程数值模拟

利用三维建模软件建立叶片模壳的几何模型，准确反映其复杂内部结构。对几何模型进行网格划分，选择合适的网格类型和尺寸，确保计算精度和效率。对局部细节进行网格加密处理，以捕捉更多的温度场和应力场信息。几何模型建立与网格划分

03考虑模壳在预热过程中的热膨胀行为，设置相应的热应力边界条件。01根据叶片模壳的材料类型，定义其热物性参数，如导热系数、比热容等。02确定模壳与加热炉之间的热交换方式，设置相应的边界条件，如对流换热系数、辐射换热系数等。材料属性定义及边界条件设置

123根据实际加热工艺，设置加热温度、加热速率、保温时间等关键参数。利用数值模拟软件对预热过程进行模拟计算，得到温度场、应力场等关键结果的分布云图和变化曲线。对模拟结果进行分析，评估预热过程对叶片模壳温度均匀性、热应力分布等方面的影响，为优化加热工艺提供指导。加热工艺参数设置及模拟结果分析

PART04试验验证方案设计

验证基于ProCAST的熔模铸造叶片模壳预热过程模拟结果的准确性，为实际生产提供指导。目的确保试验条件与模拟条件尽可能一致，以获得可靠的对比数据；对试验过程中可能出现的误差进行合理预估和控制。要求试验目的和要求

加热设备采用电阻炉或感应炉进行模壳预热，确保加热均匀性和温度控制精度。温度测量仪器选用高精度热电偶和温度采集系统，实时监测模壳各部位的温度变化。其他辅助设备包括模壳夹持装置、保温材料等，以确保试验过程的稳定性和准确性。试验设备和仪器介绍

试验步骤和方法阐述准备阶段选择适当的模壳材料和尺寸，按照模拟条件设置加热参数和温度测量点。预热过程将模壳置于加热设备中，按照设定的加热速率和时间进行预热处理，同时记录各测量点的温度变化数据。数据处理与分析将试验数据与模拟结果进行对比分析，评估模拟结果的准确性，并找出可能存在的误差原因。结果验证与应用根据对比分析结果，对模拟模型进行修正和优化，为实际生产中的模壳预热过程提供指导。

PART05试验结果与模拟结果对比分析

通过红外测温仪对模壳表面温度进行测量，获得了模壳在预热过程中的实际温度分布数据。试验结果利用ProCAST软件对模壳预热过程进行模拟，得到了模壳的温度场分布云图。模拟结果将试验结果与模拟结果进行对比，发现两者在温度场分

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