[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

本發明提出了一種高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法，包括：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??；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。

技術領域

本發明涉及工業制造技術領域，特別涉及一種高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法。

背景技術

在高壓鑄造的過程中，壓鑄機通過沖頭將熔融的金屬液高速地從料管推入模具中，模具中的氣壓動態變化過程直接影響金屬液的流動狀態，進而影響產品的成型過程。由于模具為鋼等合金材料，金屬液的流動速度高達數十米每秒，因此充型過程模具中壓力變化很難直接測量，想要掌握模具中的氣壓變化，需要使用模流軟件進行數值模擬。同時流體計算的復雜性以及模具內部金屬液流態的“黑匣子”屬性等種種限制，使得充型過程中模具內氣壓的精確計算難以實施。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決所述技術缺陷之一。

為此，本發明的目的在于提出一種高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法，以解決背景技術中所提到的問題，克服現有技術中存在的不足。

為了實現上述目的，本發明的實施例提供一種高壓鑄造過程中模具氣壓的計算方法，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?。?/p>

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。

由上述任一方案優選的是，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。

由上述任一方案優選的是，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。

由上述任一方案優選的是，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。