充型过程与铸件质量密切相关,了解并控制充型过程是获得优质铸件的重要条件。通过充型凝固过程模拟,人们可以掌握主要铸造缺陷的形成机理,优化铸造工艺参数,确保铸件质量,缩短试制周期,降低生产成本。本文针对目前铸件充型过程三维数值模拟过程中存在的计算效率低等问题和不足,结合前人工作的经验,对充型过程数值模拟进行了研究,主要研究内容如下:1.编制调试了三维充型过程的流场、温度场耦合数值模拟计算程序,能够较好地 数值计算模拟铸件三维充型过程。2.在不降低计算精度的条件下,简化三维充型模拟计算中自由表面边界条件问 题,直接根据当前计算单元周围各单元的流体体积函数值来近似确定自由表面 中流体的方位,一定程度降低计算复杂性,提高了计算速度。3.数值模拟计算工字铸钢件的充型过程,分析其充型过程,做出缺陷预测,与华 铸CAE 软件的计算结果进行对比表明,模拟结果可以预测缺陷,据此对铸钢空 心圆盘件进行了充型过程数值模拟并做出了工艺改进和工艺改进后的充型过 程数值模拟。4.充型模拟计算结果的处理上,采用以差分单元为基础和依据的图形系统的算法 逻辑,对模拟计算的数据结果进行了可视化开发,显示出了充型过程中金属液 填充状态和温度分布。最后,论文提出了今后应进一步改进完善的工作。