[發明專利]一種高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法

在審

• 申請號: 202210793408.3
• 申請日: 2022-07-07
• 公開（公告）號: CN115178723A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 孟少星;李忠林
• 申請（專利權）人: 蘇州數算軟云科技有限公司
• 主分類號: B22D17/22
• 分類號: B22D17/22;B22D17/32
• 代理公司: 北京中企鴻陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11487
• 代理人: 蘇艷

1.一種高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，導入模型，初始化模具內部壓力參數；

步驟S2，模具中的氣體壓力作用到氣液界面，計算流態；

步驟S3，到達起始計算模具氣壓百分數；

步驟S4，計算統計孤立氣體區域的數量、形狀信息并記錄；

步驟S5，根據理想氣體方程和上一時步的孤立氣體區域信息，計算本時步的每個孤立氣體區域的壓力大小；

步驟S6，輸出本時步的孤立氣體區域氣壓信息，分析產品氣孔缺陷，然后執行步驟S10；

步驟S7，將每個孤立氣體區域的氣壓施加到對應位置的氣液界面上；

步驟S8，計算流體控制方程，得到金屬液流態；

步驟S9，判斷充型是否結束，如果是則執行步驟S10；否則返回步驟S4；

步驟S10，輸出結果。

2.如權利要求1所述的高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法，其特征在于，在所述步驟S3中，模具排氣孔和大氣環境相連，因此設置初始化模具中氣體壓力為大氣壓101000Pa，計算過程所用金屬液為鋁合金，設置鋁合金金屬液的粘度和密度信息；捕捉孤立氣體區域的頻率為每隔10個時間步一次；當金屬液充型模具體積達到99.99％時，設定為充型計算結束。

3.如權利要求1所述的高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法，其特征在于，在所述步驟S4中，計算過程中，隨著金屬液的充型，充型比例達到起始計算模具氣壓百分數后，開始計算和統計模具中氣體的孤立區域。

4.如權利要求3所述的高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法，其特征在于，計算過程通過理想氣體方程PV＝nRT和初始模具氣壓信息計算得到,P_初始V_初始＝P_當前時刻V_當前時刻，其中P_初始和V_初始由初始情況得到并記錄，V_當前時刻通過對孤立區域統計得到，同時記錄本時步的模具氣體孤立區域位置和形狀信息以便下次迭代使用。

5.如權利要求1所述的高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法，其特征在于，在所述步驟S7中，求解格子玻爾茲曼方程流體控制方程更新流動狀態，格子玻爾茲曼方程為：使用計算得到的模具氣壓施加到充型過程中的相應的氣液界面上。

6.如權利要求1所述的高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法，其特征在于，在所述步驟S8中，計算過程中需要迭代求解模具中形成的氣體孤立區域，包括：跟蹤已經形成的氣體孤立區域，記錄變化后的氣體孤立區域以及新形成的氣體孤立區域。

7.如權利要求1所述的高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法，其特征在于，在所述步驟S10中，每隔設定時間輸出二進制計算結果文件至硬盤存儲，輸出結果包括充型過程中孤立氣體區域信息和模具氣體壓力分布，通過孤立氣體區域信息分析產品氣孔缺陷，其中當孤立區域體積較大時，產品卷入中的氣體較多，形成氣孔缺陷較大；對孤立區域的氣體壓力進行分析，氣體壓力從小到大表明產生氣孔的動態過程；通過模具氣壓信息分析金屬液流態計算準確性。