正交试验数据分析软件

导读

合金流变成形的数值模拟技术在预测半固态成形过程中的充型和凝固行为方面表现出色，涉及到压力场、速度场、固相分布等多方面的分析。此技术为工艺和设计优化提供了决策支持。近年来，半固态流变成形技术因其能耗少、成本低、质量优等特点，已成为半固态成形技术的主要发展方向。本文综述了国内外的研究进展和未来的发展方向。

一、合金流变成形数值模拟的研究现状

半固态金属的充型过程是一个不可压缩的非稳态流动过程。当固相率大于40%时，其流动一般为层流流动。研究者们利用ANSYS、ProCAST、Flow-3D等软件进行数值模拟，分析了不同合金在半固态成形过程中的温度场、流场、固相率等变化。

例如，SEYBOLDT C等利用AlSi7Mg0.3和AlMgSi1两种合金，通过磁场加热使其连接部分混合成均匀的半固态，然后采用试验与ANSYS数值模拟相结合的方法，分析两种不同熔点的固相铝合金在半固态成形过程中的温度场分布。胡南等利用ProCAST模拟高固相率下半固态浆料的流场和温度场变化，探究其规律，并得出较理想的工艺参数。李道忠等探究半固态浆料充型过程中的压射速度、浇注温度等工艺参数对凝固的影响，得出最佳工艺参数。

研究者们还针对不同类型的合金和构件，如A357铝合金、7075铝合金、Mg2Si/AM60材料等，进行了半固态流变成形的数值模拟，预测可能出现的缺陷，并优化工艺参数。

二、流变成形数值模拟研究的展望

虽然半固态流变成形数值模拟已经取得了一定的进展，但仍存在一些挑战和研究方向。

1. 建立更精确的模型以模拟半固态浆料的微观流动过程。目前常用的VOF模型虽然能模拟液体的充型过程，但不能反映微观的具体流动过程。建立能反映半固态浆料微观流动过程的模型是未来的研究重点。

2. 研究不同的压射压力、压射速度、浇注温度等工艺参数对半固态浆料充型和凝固过程的影响规律，以解决铸件球状晶、晶粒之间的偏析等问题。

3. 通过数值模拟预测铸件内部可能产生的湍流和陷入性缺陷的位置及严重程度。

4. 利用数值模拟进行铸造工艺方案优化，以更准确地预测多相流动过程，为实际生产过程提供参考。

随着数值模拟技术的飞速发展和大数据技术的广泛应用，半固态流变成形数值模拟将迎来新的发展机遇。三维建模软件的升级、PYTHON等新语言的应用，将对三维模型和模拟分析过程进行优化，为半固态流变成形数值模拟提供有效支撑。