在石化能源日益枯竭的今天,研究风力发电问题有重要的实际意义。轮毂是风力发电机组中最重要的承载部件,轮毂的质量是决定风机性能的关键因素之一。风机轮毂铸件的直径约3米,重达8吨,重要部位壁厚160多毫米,铸造难度极大。与传统方法相比,用计算机模拟的方法研究铸造工艺优化问题,有研制周期短、成本低、研究结果科学可靠等优点。本文用计算机模拟的方法研究轮毂铸件的充型过程和凝固过程,以实现铸造工艺优化的目的。分析了轮毂铸件的铸造工艺性,从而确定了铸造工艺方案。完成了铸造工艺参数、浇注和补缩系统的设计。确定了流场、温度场计算机模拟的初始条件、边界条件及热物性参数,并进行了铸件充型及凝固过程计算机模拟。通过对铸件缩孔位置、形状、尺寸预测,进行了铸造工艺优化,并用优化的铸造工艺浇注了实际铸件。计算机模拟过程反映了铸件的充型和凝固过程的实际状况,预测了可能产生的缩孔体积和部位。通过计算机模拟发现,半封闭底注式浇注系统和保温冒口与冷铁相结合的补缩系统确实消除了缩孔缺陷。研究结果表明,在轮毂铸件轴孔热节部位上方放置保温冒口,在镇流孔热节部位下方放置冷铁,能使轮毂铸件顺序凝固,并消除热节,实现消除和控制缩孔的目的。用优化后的铸造工艺生产了轮毂铸件,并对铸件进行了探伤检测,表明生产的铸件质量能够达到要求,证明利用数值模拟技术优化的铸造工艺是有效和可行的。