[发明专利]一种熔铸炸药加压浇铸过程建模方法有效
申请号: | 201910506622.4 | 申请日: | 2019-06-12 |
公开(公告)号: | CN110287556B | 公开(公告)日: | 2022-10-25 |
发明(设计)人: | 刘瑞鹏;贾宪振;王永顺;蒋秋黎 | 申请(专利权)人: | 西安近代化学研究所 |
主分类号: | G06F30/20 | 分类号: | G06F30/20;C06B21/00;G06F119/14;G06F119/08 |
代理公司: | 中国兵器工业集团公司专利中心 11011 | 代理人: | 蒋忠亮 |
地址: | 710065 陕西*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 熔铸 炸药 加压 浇铸 过程 建模 方法 | ||
一种熔铸炸药加压浇铸过程建模方法,用于构建熔铸炸药加压浇铸过程计算模型,包括:(1)构建前处理模型,(2)导入材料参数,(3)指定初始和边界条件及(4)设置控制参数等四个步骤。适用于宽压力范围的熔铸炸药加压浇铸过程的建模计算,针对性强,可为熔铸炸药加压浇铸工艺仿真提供技术支撑。
技术领域
本发明属于熔铸炸药工艺仿真建模领域,具体涉及一种熔铸炸药加压浇铸过程建模方法。
背景技术
一般情况下熔铸炸药制备工艺可分为熔化、混合、浇铸、凝固等主要工艺环节。浇铸过程是关系到熔铸炸药充型质量好坏的关键环节。熔铸炸药的物料粘度一般较大,当炸药装药结构中含有一些细小部件时,可能会导致充型缺陷。加压浇铸是一种常用的铸造工艺,不仅能够提高铸件充型密实程度,缩短凝固时间,而且有助于提升产品质量,减少凝固缺陷的产生。但是出于安全成本考虑,对于熔铸炸药加压浇铸过程难以大规模实际展开。因此大多数是采用工艺仿真设计的方法进行预先研究,这就相应的需要创造一种熔铸炸药加压浇铸过程的建模方法,用于指导实际应用。
中国专利CN201710991106.6公开了一种利用数字化加工的石墨块组合成铸造模具的铸造方法,利用计算机对铸造件的大小、形状和尺寸进行建模。但是该发明并未涉及到加压浇铸过程的建模方法。
因此,需要发明一种熔铸炸药加压浇铸过程建模方法,为熔铸炸药加压浇铸工艺仿真提供技术支撑。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提供一种熔铸炸药加压浇铸过程建模方法,为熔铸炸药加压浇铸过程计算模型构建提供支撑。
为了实现上述目标,本发明采取如下的技术方案:
本发明涉及一种熔铸炸药加压浇铸过程建模方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1,构建前处理模型,采用造型软件Workbench DesignModeler构建熔铸炸药加压浇铸系统各部分几何模型,包括加压模、铸模、铸件、浇铸通道及冷却通道,将加压模、铸模、铸件、浇铸通道及冷却通道几何模型导入到VisualCAST组件中,进行修整、装配操作,形成组合实体结构;再采用VisualMesh组件对组合实体结构划分计算网格,获得加压浇铸过程计算模型;
步骤S2,导入材料参数,在步骤S1获得的计算模型基础上,分别向加压模、铸模及铸件三个部分导入材料参数,包括密度、热传导系数和比热容;
步骤S3,指定初始和边界条件,在步骤S1获得的计算模型中,对浇铸通道指定初始条件,包括浇铸速度、浇铸压力和浇铸温度;对冷却通道指定边界条件,包括冷却介质和对流换热系数;对加压模指定边界条件,包括加压压力范围和加压持续时间;
步骤S4,设置控制参数,在步骤S3的基础上,设置控制模型为热传导及层流耦合计算模型,设置控制参数包括临界固相率分数、计算总步数和计算停止温度,形成计算参数文件,供求解器调用执行计算。
进一步的,步骤S1中,所述划分计算网格的类型为四面体计算网格,形成的四面体计算网格无严重扭曲和变形,同时四面体计算网格能够适合各种复杂的几何实体模型。
进一步的,步骤S2中,所述加压模的材料为不锈钢,铸模的材料为铜材质或不锈钢材质,铸件为熔铸炸药。
进一步的,步骤S3中,所述加压压力范围为0.3MPa~1.0MPa。
进一步的,步骤S4中,所述临界固相率分数的范围为0.3~0.95。临界固相率分数反映的是保压阶段液相熔体的补缩能力,可根据加压压力范围进行调节。
进一步的,步骤S4中,所述设置控制参数还包括热传导通用设置参数和流动通用设置参数。
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