【摘 要】
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我国的镁储量十分丰富,镁矿产量在占全世界的80%以上。但传统的镁合金研发方式通常采用“经验试错法”,这大大阻碍了镁合金及其结构件的从研发到应用的速度,因此迫切的需要一个高效率的的研发模式来推动我国镁产业的升级转型。随着信息技术的快速发展,将计算机技术应用于镁合金及其结构件的研发和生产中,可以大大提高其研发生产效率。基于美国于2008年提出的集成计算材料工程(Integrated Computati
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我国的镁储量十分丰富,镁矿产量在占全世界的80%以上。但传统的镁合金研发方式通常采用“经验试错法”,这大大阻碍了镁合金及其结构件的从研发到应用的速度,因此迫切的需要一个高效率的的研发模式来推动我国镁产业的升级转型。随着信息技术的快速发展,将计算机技术应用于镁合金及其结构件的研发和生产中,可以大大提高其研发生产效率。基于美国于2008年提出的集成计算材料工程(Integrated Computational Materials Engineering,ICME)思想,本文依托本课题组研发的“镁合金组织模拟与性能预测集成计算平台(Magnesium Alloy Simulation Integrated Platform,MASIP)”,通过计算机语言与Windows批处理器相结合,构建铸造工艺优化集成计算流程,实现软件间的数据传递和工艺优化流程的自动化运行。本文首先基于Python脚本语言,通过Pro CAST二次开发接口,构建了镁合金座椅骨架压铸工艺的参数化仿真计算流程。通过数个脚本,实现座椅骨架的前、后处理和计算工作,模拟了镁合金座椅骨架压铸工艺充型及凝固过程的温度场、缩松缩孔分布以及变形情况,为后文基于“镁合金组织模拟与性能预测集成计算平台”的镁合金座椅骨架高压铸造过程集成计算奠定了基础。基于“镁合金组织模拟与性能预测集成计算平台(Magnesium Alloy Simulation Integrated Platform,MASIP)”和构建的镁合金座椅骨架参数化仿真计算流程,结合MATLAB和Windows批处理器,实现镁合金座椅骨架压铸工艺优化任务的集成计算。以压铸过程前箱浇注温度、压铸模具预热温度、铸件-铸型换热系数为工艺优化变量,以晶粒尺寸为目标变量,联合组织-力学性能模型与优化算法,对镁合金座椅骨架压铸件进行压铸工艺-微观组织-力学性能的全流程自动化集成优化计算。结合座椅骨架凝固缺陷分析,完成对座椅骨架压铸工艺参数优化与力学性能预测。与传统优化方法对比,本文基于MASIP的工艺优化集成计算,大幅减少了工艺优化任务的求解时间,提高了镁合金结构件的开发效率,缩短了研制周期,对于加速镁合金结构件的研发应用,具有十分重要的意义。
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