圖1

該文為某砂型鋁鑄件優(yōu)化實(shí)例。案例由一汽鑄造有限公司金延竹先生提供，見(jiàn)圖1。

該鑄件主要缺陷為縮孔，且存在實(shí)際與模擬不完全匹配問(wèn)題。下面以邁格碼六步法優(yōu)化思想來(lái)解決這一匹配問(wèn)題，進(jìn)而為實(shí)際鑄造提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

第一步：設(shè)立目標(biāo)。很顯然，主要缺陷縮孔就是我們的優(yōu)化目標(biāo)。

第二步：定義變量。按金先生的建議，從澆注溫度、砂型溫度和硅含量、鎂含量以及鑄件與砂型邊界傳熱系數(shù)、鋁合金材料自補(bǔ)縮性能等6個(gè)主要方面考慮。

第三步：明確標(biāo)準(zhǔn)。既然是解決匹配問(wèn)題，那么最好的標(biāo)準(zhǔn)就是實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，見(jiàn)圖2。

圖2

第四步：提高效率。效率是我們?nèi)粘９ぷ髦幸恢弊非蟮哪繕?biāo)之一，高效率就是高的競(jìng)爭(zhēng)力的有力保障之一。MAGMASOFT®也為我們做模擬提供了多種追求高效率的手段：可以簡(jiǎn)化模擬用模型，比如對(duì)稱(chēng)分析、局部分析，甚至用替代模型；可以簡(jiǎn)化分析流程，比如單一凝固或充型等；基于MAGMASOFT®提供的優(yōu)化算法，找出代表性方案組合；MAGMASOFT®還為我們提供了并行優(yōu)化計(jì)算的功能，該功能在MAGMASOFT®軟件核數(shù)允許的條件下，實(shí)現(xiàn)多個(gè)方案同步計(jì)算，大大縮短分析時(shí)間；可篩選變量以減少優(yōu)化組合方案等等。

第五步：選定方法。首先，采用單一模擬來(lái)確認(rèn)模擬本身的穩(wěn)定性：模擬本身不會(huì)在相同條件下的不同版本中存在差異。見(jiàn)圖3。

圖3

圖3上的“關(guān)”與“開(kāi)”是指是否開(kāi)啟MAGMASOFT®的鋁合金組織分析功能，其中v02為最佳方案。

在單一模擬穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，又采用MAGMASOFT®提供的DoE優(yōu)化分析功能，抽取主要變量自由組合方案中的16種方案為代表，進(jìn)行優(yōu)化分析。下圖是優(yōu)化分析后所得到的各變量對(duì)目標(biāo)的敏感度分析，見(jiàn)圖4。

圖4

從圖4上可以看出，其中的硅含量和邊界傳熱系數(shù)對(duì)縮孔目標(biāo)有更高的敏感度。
第六步：持續(xù)提升。以?xún)?yōu)化分析中選出的敏感變量為方案，按其各自的敏感度關(guān)系，分別取硅含量7.5和鑄件與砂型界面?zhèn)鳠嵯到y(tǒng)C100，其它參數(shù)以實(shí)際為準(zhǔn)，以期形成最優(yōu)方案，并計(jì)算時(shí)開(kāi)啟鋁合金組織分析。分析完成后與v02相比，見(jiàn)下圖5。

圖5上v07方案在縮孔缺陷上得到了明顯改善，并得到了金先生的肯定。

結(jié)論：
邁格碼六步法是解決鑄造缺陷的有效方法；
MAGMASOFT®的模擬分析是可靠的、穩(wěn)定的；
MAGMASOFT®自主設(shè)計(jì)可幫助我們積累高效的鑄造經(jīng)驗(yàn)；
MAGMASOFT®自主設(shè)計(jì)為更加精準(zhǔn)的鑄造模擬分析提供了可能；
MAGMAnonferrous鋁合金組織分析延伸模擬分析之冶金過(guò)程，是重力和低壓鋁合金鑄造凝固模擬的必選項(xiàng)。

本文來(lái)自：MAGMA邁格碼