砂型铸造过程的热历史的建模苏莱曼S.*，AMSHamouda机械与制造工程系，马来西亚博特拉大学，434UPM沙登，雪兰莪州，马来西亚摘要本文介绍了模型验证砂型铸造过程中的热历史。开发了砂型铸造二浇口模具和三浇口模具仿真模型。该模型的理论是基于网络分析方法在一个FORTRAN程序，即热网络分析仪，用于计算数值输出。该分析是通过集中选择节点作为参考的，对铸造砂的温度随时间的变化进行了监测。一般情况下，仿真结果表明：在铸型中的每个点被冷却时，热量从铸件转移至砂和周围的环境。预测结果，与实验数据进行比较，它们互相吻合。关键词：热，造型，砂，铸造，网络分析。1.简介砂型铸造是最古老的铸造方法之一。它包括放置一个模型（具有所需的铸件形状）在砂中进行造型，使用浇注系统灌入腔用熔融金属，使金属冷却直到凝固，打破砂型，取出铸件，即为所述铸造。砂型铸造的最大优势在于，几乎所有的金属可浇在砂模中，几乎没有大小、形状或重量的限制。砂型铸造提供了从模型到铸件最直接的路线。砂型铸造的局限性之一是需要加工面漆铸件时会具有粗糙的表面，特别是大型铸件。如今砂型铸造计算机模拟越来越重要。因此，它已随着计算机硬件和软件的日趋成熟迅速增长。仿真研究的一个主要形式是对砂型铸造的一种模拟，旨在确定过程的可行性和提高其产品质量。而且，计算机模拟具有以惊人的速度生成结果或模拟反复的过程的能力。这个过程一直用各种数学方法建模。有限元分析已经得到了日益广泛的应用，使用的是市售廉价的软件包。在模拟的铸造过程中，数值模拟工具必须配备多项功能，包括：（1）处理不同的特性和非线性材料转化的处理能力；（2）具有模拟模型内外表面传热和铸件与模具之间的热界面的影响的能力；（3）绘制复杂形状的能力。2.数学模型对于所有的瞬态铸造传热分析，金属溶液凝固传热是通过传导和时间消耗的能量转移。此物理现象必须转换成的数学基础的过程。通过一个单一的均一的链路的热量OW由下式给出:（1）可转化成矩阵形式（2）那里有接合在界面不同的材料（图2和图3），矩阵方程变为:（3）并与热损失到冷却表面（图2）（4）在瞬态分析中，能量从该系统通过除去导通，其中，每单位体积的这种瞬态能量损失可以表示为，或者相变化发生在一个®nite温度时间：（5）在离散化的形式，在时间步骤j，方程（5）可表示为：这可以通过传导矩阵（等式相结合。（2），（3）或（4））得到适当的瞬态算法可能是显性，隐性或显性隐性±（曲柄±Nicol-）。例如，对于隐式制剂和均聚物geneous传导链接：图1.单一均匀的链接。图2.热损失到冷却表面。图3.不同的材料，在加盟的界面。类似的方程可以通过公式将方程来导出。（3）和（4）为适当的热去除路径，其中，在硬模或铸模的焓梯度（DH/dT）的被替换材料speci®c热量。因此，对于一个隐含的制定，矩阵方程的一般形式可以写成：使用此基础上，该热容量矩阵[C]需要是重新计算在每个时间步占相变并且其中非线性热传导率{K（T）}为当前该方程组需要被迭代内的每个解决用热导率在每一个更新步骤迭代。3.沙模具设计砂模用三个内浇道被用于本研究。该模具的基本形状示于图4。图5示出了砂模与详细图和3个内浇道。所有尺寸均以毫米（mm）。3.1网格模型生成基本上，该模型的分析是三维的。在产生的网格模型中，模具被分成许多元素。较小的元素会产生更精确的结果，但太多的元素会使得预处理器更加复杂。这是因为这两个网孔模型生成的预处理器是手动完成的。为这些原因的模型的厚度被假定为1单位。因此，电网只是做在浇铸用于的模具界面上，温度梯度陡峭，以实现传热的充分代表性。请参考图6.。要使用的材料的特性在分析示于表1中。图4.砂型有三个内浇道。图5.三内浇道模具5的详细图纸。图6.三内浇道模具6网模型。表14.结果与讨论图7显示10点对应的实验点的位置。温度曲线绘制时间从1-1200秒（20分钟）。请参阅图8至图16。图7.位置为三浇道模具分。图8.在点1净热和实验温度曲线之间的比较图9.在点2净热和实验温度曲线之间的比较。图10.在曲线3点净热和实验温度10之间的比较。图11.在曲线4点净热和实验温度11之间的比较。在砂型熔融金属用了11秒至...