压铸充型的SPH方法模拟研究

"本文主要探讨了在高压铸造（High-Pressure Die Casting，HPDC）过程中，如何使用光滑粒子流体动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics，SPH）方法进行压铸充型过程的建模和数值模拟。针对欧拉描述的数值方法在处理自由表面问题时的不足，研究者建立了一个基于纯拉格朗日描述的SPH计算程序。通过Monaghan边界模型，他们设定了型腔壁面的边界条件，并通过区分入流区域粒子和流体粒子来满足入流边界条件。计算结果与实验和有限差分方法（Finite Difference Method，FDM）的结果对比表明，SPH方法在模拟充型阶段的自由表面分布以及空穴位置和大小的准确性上表现出优越性。" 在压铸工艺中，高压铸造是一种常见的技术，用于制造具有高精度、高质量表面和高强度的零部件，广泛应用在汽车、航空航天和通信等行业。然而，金属液体在高速填充模具型腔时容易产生气孔缺陷，这是导致压铸件报废率上升的重要原因之一。因此，对金属液充型过程进行数值模拟分析显得尤为重要。 文中提到的SPH方法是一种离散的无网格法，它基于拉格朗日框架，适用于处理自由表面流动问题，尤其在模拟流体界面的动态变化方面具有优势。Monaghan边界模型被用来处理型腔壁面的边界条件，这种模型能够更好地捕捉固体壁面对流体行为的影响。此外，通过将粒子区分为流入区域粒子和流体粒子，可以精确控制流体的进入和流动状态，从而满足了计算中的入流边界条件。 通过计算Schmid验证模型并比较实验结果、FDM计算结果和SPH方法的计算结果，研究者得出结论，SPH方法在模拟充型过程的自由表面形态和空穴形成上具有更高的精确度。这意味着SPH方法在预测和预防压铸件中的气孔缺陷方面可能有更大的潜力，有助于优化工艺参数，减少废品率，提高生产效率和产品质量。 这篇论文展示了SPH方法在高压铸造领域的应用价值，特别是在解决自由表面问题和模拟空穴形成方面的优势。这一工作对于提升压铸工艺的仿真技术水平，以及指导实际生产过程中的缺陷控制具有重要的理论和实践意义。