[发明专利]一种用于铸造模具热平衡分析的温度求解器建立方法

权利要求书

1.一种用于铸造模具热平衡分析的温度求解器建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，根据铸造模具模型进行计算网格的剖分；

步骤S2，对不同模具属性，计算网格设置不同的材料属性和初始温度；

步骤S3，根据循环铸造不同阶段建立不同的界面边界条件模型；

其中，在凝固阶段，铸件和铸型之间采用4D换热系数模型；在开模阶段、分型面处铸型之间以及原铸件和铸型之间界面均设媒介空气强制对流换热模型；在喷涂阶段、分型面处铸型之间以及原铸件和铸型之间界面均设为媒介为涂料的强制对流换热模型；

步骤S4，根据设定的不同循环阶段时间进行温度场模拟；

其中，在温度场模拟过程中，在每个工艺阶段对应的时间内采用当前工艺阶段对应的界面换热系数；温度场模拟过程热传导方程的求解采用中心差分对空间进行离散、用欧拉方法对时间进行离散；凝固过程潜热采用等价比热容方法进行处理；

步骤S5，以三维云图形式输出并显示计算结果。

2.如权利要求1所述的用于铸造模具热平衡分析的温度求解器建立方法，其特征在于，在所述步骤S1中，获取铸造模具模型的铸型部分模型和铸件部分模型的温度场计算核心区域；然后对上述核心区域进行计算网格的剖分。

3.如权利要求1所述的用于铸造模具热平衡分析的温度求解器建立方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在合模阶段，原铸件和铸型之间界面设为媒介为空气的自然对流换热模型。

4.如权利要求1所述的用于铸造模具热平衡分析的温度求解器建立方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在全部循环铸造过程中，冷却水管和铸型之间以及加热油管和铸型之间均采用强制对流模型，模型参数根媒介速度确定。

5.如权利要求1所述的用于铸造模具热平衡分析的温度求解器建立方法，其特征在于，在所述步骤S4中，

所述热传导方程如下所示：

上述方程在空间离散过程如下所示：

上式中为i+1节点位置在第n个时刻的温度值；Δx为空间步长；

时间微分采用欧拉方法即向前显式差分格式，如下所示：

上式中，为i节点位置在n+1时刻的温度值。

6.如权利要求1所述的用于铸造模具热平衡分析的温度求解器建立方法，其特征在于，在所述步骤S4中，

凝固潜热的处理采用的等价比热容方法，如下式所示：

c_e＝c+L/(T_L-T_s)

其中，c_e为等价比热容，c为本征比热容，L为凝固潜热，T_L和T_s为液相线温度和固相线温度。

7.如权利要求1所述的用于铸造模具热平衡分析的温度求解器建立方法，其特征在于，在所述步骤S5中，

所述三维云图包括：温度、固相分数、凝固缩松。