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判斷能力和人工智能化能力，使得計算機(jī)可以對各種工藝過程進(jìn)行數(shù)值模擬．如凝固過程的溫度
場數(shù)值模擬，充型過程流速場的數(shù)值模擬，液固轉(zhuǎn)變過程中的應(yīng)力場數(shù)值模擬和團(tuán)相轉(zhuǎn)交后的組織
形態(tài)及力學(xué)性能的數(shù)值模擬。

通過這些單一和復(fù)合過程的數(shù)值模擬．可以帶來下述益處：

(1)鑄造產(chǎn)品存在的各種質(zhì)量問題，諸如擁孔、琉松、夾渣．氣孔、裂紋等，絕大多數(shù)是在液態(tài)
金肩向固態(tài)轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生的．因而進(jìn)行凝固過程的數(shù)值模擬，分析其產(chǎn)生的內(nèi)在原因，對提高產(chǎn)
品質(zhì)旦消除上述缺陷起到前所未有的作用。

 
(2)采用數(shù)值模擬技術(shù)可U在生產(chǎn)之前對其過程質(zhì)量預(yù)測，利用各種計算數(shù)據(jù)判定鑄造缺陷
是否發(fā)生*并可U針對不同的工藝方案進(jìn)行質(zhì)量對比慶現(xiàn)計算機(jī)質(zhì)置預(yù)測和工藝優(yōu)化。

 
(3)用計算機(jī)進(jìn)行鑄造產(chǎn)品質(zhì)量項測時，月是在計算機(jī)上進(jìn)行，這種計算機(jī)模擬試生產(chǎn)并沒
有真正的生產(chǎn)試驗，因而可以節(jié)省大量的人力、物力、財力。尤其在新產(chǎn)品試制時．對大型件，要求生
產(chǎn)工藝一次可篇性確保100％，而對大批量機(jī)械造型線生產(chǎn)鑄件要求燒冒口尺寸精確而X熊節(jié)
省》應(yīng)用計算機(jī)數(shù)值模擬方法可比常規(guī)經(jīng)驗法既方便快速x能取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

 
(4)在悠久的歷史發(fā)展長河中，鑄造工藝設(shè)計一直建立在生產(chǎn)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，通過試驗、比較的
方法尋求較佳的生產(chǎn)工藝。到了20世紀(jì)上半葉，也產(chǎn)生了一些通用簡明的計算方法進(jìn)行撓冒口設(shè)
計．如內(nèi)節(jié)團(tuán)法．Chvonnov的平方根定理，wlo?4awar的模數(shù)法。雖然這些方法至今在鑄造生產(chǎn)
中仍起著重要的作用，但由于不能對每一個具體的工況進(jìn)行復(fù)雜的、帶有大量熱交換的傳熱計算．
而這種計算必須涉及傳熱學(xué)、流體力學(xué)、靛目力學(xué)、凝固理論、計算數(shù)學(xué)、計算機(jī)語言等知識，因而
不能進(jìn)行更科學(xué)的工藝設(shè)計。采用計算機(jī)數(shù)值模擬可U使鑄造工藝設(shè)計從經(jīng)驗走向科學(xué)預(yù)測。

 
正是出于計算機(jī)應(yīng)用荷很多優(yōu)點(diǎn)，從20世紀(jì)60年代到目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家美國、英國、德國、
日本、法國等的優(yōu)秀冶金鑄造研究人員都開展了計算機(jī)在鑄造方而的研究工作，撤起了一次次高
潮。我國從20世紀(jì)70年代未開始開展計算機(jī)數(shù)值模擬研究，二十多年的研究一直與鑄造生產(chǎn)實(shí)
際密切結(jié)合，形成了我國研究的特色。
u 78年沈陽鑄造研究所結(jié)合葛州鋇電站所得的I 2．5萬kw鈾流式水輪發(fā)電機(jī)關(guān)鍵鑄件卡
普蘭式不銹鋼葉片的生產(chǎn)，開展了”鑄件凝固過程熱場電子計算機(jī)模擬研究”，大連理工大學(xué)結(jié)合大
型船用銅螺旋槳開展了：“凝固過程數(shù)值模擬研究”，此后，西北工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西安
交通大學(xué)、沈陽工業(yè)大學(xué)、哈爾濱科技大學(xué)、清華大學(xué)、內(nèi)蒙古工學(xué)院、合肥工業(yè)大學(xué)、北京科技大
學(xué)、鄭州機(jī)械研究所、二重集團(tuán)公司大型鑄鍛件研究所、鞍鋼鋼鐵研究所等，也進(jìn)行了一系列數(shù)值模
擬技術(shù)的基礎(chǔ)性研究。

主要有：

(1)鎊件凝固過程溫度場數(shù)值模擬及其基本人法的研究，包括應(yīng)用有限差法，有限元法，邊界
元法。有限差法中還包括顯式法、隱式法、交替隱式法．D F．F格式和s。1yd格式進(jìn)行溫度值計
算*以及各種不同的邊界條件處理和潛熱處理。

 
(2)镕鋼件凝固過程縮孔、疏松計算判據(jù)的研究。包括溫度梯廢場、固相率場、凝固時間場的
計算等，4根據(jù)這些計算提出一系列判據(jù)，判定凝固終了時，鑄件是否出瑰縮孔、疏松缺陷．在什么
部位、什么時間出現(xiàn)縮孔、硫松缺餡。

 
(3)大型鑄鋼件熱應(yīng)力和殘余應(yīng)力場數(shù)值模擬研究。包括鑄件疑團(tuán)過程中熱應(yīng)力場的計算和
冷卻過程中殘余應(yīng)力場的計算，熱裂紋敏感區(qū)和熱裂紋的預(yù)測等。

 
(4)大型鑄鋼件熱縮變場數(shù)值模擬研究。主要包括溫度探度、準(zhǔn)固相區(qū)停留時間、收縮變形梯
度等項計算來預(yù)測熱裂紋敏感區(qū)，進(jìn)而采取工藝措施來消除熱裂紋。

 
(5)沈陽鑄造研究所、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)對帶有自由表面的充型過程
流速場、溫度場數(shù)值模擬進(jìn)行了研究．運(yùn)用質(zhì)量方程、動置方程和能量方程確定充型過程守各個微
元體的流速、溫度，金屬液體流動、自由表面位置，進(jìn)而確定最終充滿位置，這些模擬結(jié)果對砂型鑄
造、特別是對壓力鑄造減少或杜絕冷隔、澆不到、巷氣、夾渣有指導(dǎo)意義，對壓镕型設(shè)計、提高棋具
壽命．2現(xiàn)均勻升溫和降溫有決定性意義。

 
(6)在較多單位參與上述研究并進(jìn)行到一定的深度U后質(zhì)華大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)還分別
針對大型鍛件用的大鋼錠的逆偏析和ANiu臺金的成分不均進(jìn)行了化學(xué)成分偏析場的數(shù)值模擬
研究。