由于铸件的结构和壁厚、模具的壁厚以及铸件和模具材料等因素的影响,在铸造凝固过程中容易形成热节。热节的形成是由于模具局部散热不良所致,它的形成造成了铸件冷却的不平衡,破坏了熔体的顺序凝固,容易使铸件中产生缺陷;它还破坏了模具的温度平衡,容易形成模具的热疲劳,缩短模具寿命。热节的消除问题是铸造工艺设计中的重要内容,也是获得高质量铸件和延长模具寿命的前提之一。论文以铸造凝固过程中由于壁厚不均而产生的热节为研究对象,使用ANSYS软件的热分析模块,进行了铸件凝固过程的多循环数值模拟。以铸件温度最高点处的温度与铸件主体部分中心位置的温度差值大小为判据,在给定热节壁厚的条件下,考察了模具壁厚、换热条件以及涂料厚度对模具温度场及其局部冷却能力的影响,得到温度差值与上述因素之间的定量关系,探求消除热节的具体措施。对上述内容进行研究,模拟分析得出了以下结论:①单次浇注时,在模具壁厚研究范围(10mm~25mm)内,在自然散热条件下,模具壁厚的变化对模具局部冷却能力的影响不明显;在冷却水强化换热条件下,随着模具壁厚的增加,模具局部冷却能力下降。②循环浇注时,随着循环浇注次数的增加,温度差值是不断变化的;当循环浇注4~6次后,模具内部建立了相对稳定的温度梯度,相邻的两次浇注之间的温度差值变化已经小于0.05℃,温度差值逐渐趋于稳定。③在模具壁厚研究范围(10mm~25mm)和热节壁厚研究范围(3mm~6mm)内,随着模具壁厚的增加,循环浇注第六次时的温度差值——“平衡温差”增大,模具的局部冷却能力下降。④在自然散热条件下,综合考虑模具壁厚(w)和热节壁厚(h)对平衡温差(ΔT)的影响,建立了回归方程:ΔT = 0.4272Ln(w) + 33.1743Ln(h)– 36.4713从回归方程可以看出,当分别改变模具壁厚和热节壁厚时,热节壁厚的改变对平衡温差的影响要显著得多。⑤在自然散热条件下,减小涂料厚度后的温度差值明显减小,模具局部冷却能力显著提高,表明通过调整涂料厚度来改善模具局部冷却能力的方法是可行的。⑥冷却水强化换热条件下的温度差值与自然散热条件下相比明显减小,模具局部冷却能力的提高效果非常显著,并且,随着循环浇注次数的增加,冷却水强化换热对模具局部冷却能力的提高作用进一步凸显。⑦提高冷却水流速强化了对流换热条件,进一步提高了模具的局部冷却能力。⑧对比不同研究条件下回归方程中自变量模具壁厚(w)的系数可以看出,随着模具局部冷却能力的提高,模具壁厚变化对模具局部冷却能力的影响作用也逐渐增强。