縮(suo)孔縮(suo)松

球墨鑄鐵由於其糊狀凝固的特徵決定所生產的鑄鐵由於補縮不良經常產生縮孔、縮松等缺陷，為了能在鑄件生產以前預測這些缺陷情況，早在印年代國內外就開展了鑄造過程數值類比。鑄造過程數值類比是使用數值類比技術，在計算機虛擬的環境下類比實際鑄件形成過程，包括金屬液體的充型過程、冷卻凝固過程、應力形成過程、判斷成型過程中主要原素的影響程度，預測組織、性能和可能出現的缺陷，為優化工藝減少廢品提供依據。

1962年丹麥的Forsunddi一(yi)(yi)個采用電(dian)子計算機類比鑄件(jian)的凝固過程，此后(hou)美(mei)國(guo)(guo)、英(ying)國(guo)(guo)、德國(guo)(guo)、日本、法蘭(lan)西等(deng)相繼開(kai)展了這方面(mian)的研(yan)究(jiu)。我國(guo)(guo)于70年代(dai)末開(kai)始，大(da)(da)連(lian)理(li)工大(da)(da)學、沈(shen)陽(yang)鑄造(zao)研(yan)究(jiu)所率先在(zai)我國(guo)(guo)開(kai)展了這一(yi)(yi)技術的研(yan)究(jiu)，并(bing)分別于1980年發表了研(yan)究(jiu)報告(gao)（郭可韌(ren)等(deng)，大(da)(da)型鑄件(jian)凝固過程的數字類比，大(da)(da)連(lian)工學院學報，1980（2）1─16；沈(shen)陽(yang)鑄造(zao)研(yan)究(jiu)所，鑄件(jian)凝固熱場電(dian)子計算機類比，鑄造(zao)，1980（1）14─22，此后(hou)在(zai)我國(guo)(guo)高(gao)等(deng)院校投(tou)入大(da)(da)量人力(li)開(kai)展了這項研(yan)究(jiu)。

在(zai)“六五”、“七五”期間(jian)國家(jia)攻關(guan)項(xiang)目中部(bu)有計算(suan)機(ji)在(zai)鑄(zhu)造(zao)中應用(yong)的(de)攻關(guan)項(xiang)目，“六五”的(de)項(xiang)目為“大型(xing)鑄(zhu)鋼(gang)件(jian)凝固控制”、“七五”項(xiang)目為“大型(xing)鑄(zhu)鋼(gang)件(jian)鑄(zhu)造(zao)工藝CAD”，組織產、學(xue)(xue)、研聯合攻關(guan)，大大推展了此項(xiang)技術在(zai)我國的(de)發(fa)展，清華(hua)大學(xue)(xue)、華(hua)中理(li)工大學(xue)(xue)已分(fen)別能(neng)提供FT─Star和(he)華(hua)鑄(zhu)CAE─Inte 4.0商品化學(xue)(xue)的(de)軟體并在(zai)三明重型(xing)機(ji)器(qi)有限公司等(deng)單(dan)位(wei)應用(yong)，獲得(de)了良好的(de)效果。

計(ji)(ji)算(suan)(suan)機數(shu)值(zhi)類(lei)比由前(qian)處(chu)理、中(zhong)間計(ji)(ji)算(suan)(suan)和(he)后處(chu)理三部分組成，包括幾何(he)模(mo)型(xing)的(de)(de)建(jian)立，格(ge)點劃(hua)分，求解條件（初始條件和(he)邊界條件）的(de)(de)確定，數(shu)值(zhi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)，計(ji)(ji)算(suan)(suan)結果的(de)(de)處(chu)理及圖形(xing)顯示。其(qi)所用的(de)(de)數(shu)值(zhi)類(lei)比的(de)(de)基(ji)本方法(fa)(fa)主要是有(you)限差分法(fa)(fa)，有(you)限元法(fa)(fa)和(he)邊界元法(fa)(fa)。

（1）凝固過(guo)程(cheng)數值類(lei)比，主要(yao)進行鑄造過(guo)程(cheng)的傳熱分析。包(bao)括數值計算方(fang)法的選擇，潛熱處理、縮(suo)孔縮(suo)撿預測判(pan)別，鑄件、鑄型(xing)界面傳熱問題處理。

（2）流(liu)動場數(shu)值類比，涉及動量(liang)、能量(liang)與(yu)質(zhi)量(liang)傳(chuan)遞，其難度較大。使用的數(shu)值求解技術有MAC 法(fa)、SAMC法(fa)，SOLA─AOF法(fa)以(yi)及SOLA一─MAC法(fa)。

（3）鑄造(zao)應力類(lei)比，此項研究(jiu)開展較晚(wan)，主要進行彈塑(su)性狀態應力分祈，有(you)Heyn模(mo)型(xing)(xing)，彈塑(su)性模(mo)型(xing)(xing)，Perzyna模(mo)型(xing)(xing)，統(tong)一內變量模(mo)型(xing)(xing)等。

（4）組織類(lei)(lei)比(bi)，尚處起(qi)步階段。分巨視(shi)、中觀(guan)和(he)微(wei)視(shi)類(lei)(lei)比(bi)。能計算形核數，分析初晶(jing)類(lei)(lei)型(xing)(xing)，枝晶(jing)生長速度，類(lei)(lei)比(bi)組織轉變，預測機械性(xing)能。有(you)確(que)定性(xing)模(mo)型(xing)(xing)，Monte、Cellular、Automaton等(deng)(deng)統(tong)計法(fa)模(mo)型(xing)(xing)、相(xiang)場模(mo)型(xing)(xing)等(deng)(deng)。

計(ji)算機及(ji)(ji)其(qi)應用是迅速發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)技術(shu)領(ling)(ling)(ling)域(yu)，鑄造作為重(zhong)要的(de)(de)工(gong)業領(ling)(ling)(ling)域(yu)之一，理應加強(qiang)投入(ru)。研究開發(fa)(fa)計(ji)算機在(zai)鑄造研究及(ji)(ji)生(sheng)產領(ling)(ling)(ling)域(yu)的(de)(de)應用，徹(che)底改(gai)變過去那(nei)種(zhong)“睜眼型式，閉眼澆注”的(de)(de)狀(zhuang)態，計(ji)算機的(de)(de)應用也必將會促(cu)進(jin)球墨鑄鐵(tie)的(de)(de)應用和發(fa)(fa)展(zhan)。