压铸以及金属型重力铸造,在生产中,受到了周期性的温度载荷。模具变形主要是胀型力与热载荷的共同作用,分析模具的热变形,就需要将两者结合起来进行分析,以发现模具在使用过程中的变形趋势。
多年来,由于模流软件,主要关注金属液的充型与凝固过程,而对于模具,分析的最多只是循环过程中获得的稳态温度场。Cast-Designer v7.5 去年推出全新模块CDPE,全称(Cast-DesignerPerformance)。该模块采用了固体力学的三维非线性有限元求解器。经过一年的应用,CDPE的分析对象从铸件,延伸到了模具和后加工过程的力学分析。
模具结构与热成像结果
利用结构力学分析软件,分析模具热变形,显示模具张开量达到0.3mm
缺陷:
模具热变形,产生的缺陷很多。1)飞边,2)模具错位影响压铸件精度,3)后加工量增加,4)还有可能出现导柱与导套、侧抽芯与滑块、推出机构运动零件“卡滞”现象,4)模具热变形还会使模具在热态出现“喷料”,无法保证压铸件的内部质量。
工程应用:
今天,C3P Cast-Designer CDPE,不仅只有充型凝固,还能结合完整的周期,分析模具热变形。而且全面支持六面体元素,网格划分非常简单,一键生成。
以下金属型重力铸造案例:
可见在俯视方向,中部变形量约为3mm
侧视方向,变形量约为1.5mm
四缸发动机压铸件,模具热变形分析:
整体模具结构
左侧为模具热变形量
右侧为等效应力结果
对于CDPE,有很多的意想不到的延伸应用。不知道是否算“前沿应用”,仅供有需求的朋友们参考。