特种铸造及有色合金2024,Vol.44Issue(7) :923-927.DOI:10.15980/j.tzzz.2024.07.009

熔模铸造工艺集成计算平台开发与应用

Development and Application of Integrated Computational Platform for Investment Casting Processes

魏鹏啸 郭钊 丁正一 吴文云 包超君 秦蓉 汪东红
特种铸造及有色合金2024,Vol.44Issue(7) :923-927.DOI:10.15980/j.tzzz.2024.07.009

熔模铸造工艺集成计算平台开发与应用

Development and Application of Integrated Computational Platform for Investment Casting Processes

魏鹏啸 1郭钊 1丁正一 2吴文云 3包超君 1秦蓉 1汪东红4
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作者信息

  • 1. 中国航发南方工业有限公司,成都 611730
  • 2. 上海交通大学材料科学与工程学院,上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室,上海 200240
  • 3. 上海工程技术大学材料科学与工程学院,上海 201620
  • 4. 上海交通大学材料科学与工程学院,上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室,上海 200240;嘉善鑫海精密铸件有限公司,嘉兴 314101;东方电气集团东方汽轮机有限公司清洁高效透平动力装备全国重点实验室,德阳 618029
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摘要

目前,熔模铸造工艺优化主要依托于经验试错,存在寻优周期长、人力成本高、操作效率低且缺乏算法优化等问题.构建了基于ProCAST有限元仿真软件和多任务批处理技术的熔模铸造工艺集成计算平台,该平台集成了试验设计算法(DOE)、有限元仿真、结果数据自动读写提取、近似模型构建、多目标优化协同工作等功能.以涡轮导向器为例,铸件缩松量为目标值,浇注温度、环境温度、热辐射率为设计变量,实现了铸造工艺-缺陷快速仿真集成优化.与传统仿真优化相比,使用集成计算平台效率提升了91.66%.

Abstract

Currently,the optimization of investment casting processes heavily relies on empirical trial-and-error meth-ods,resulting in long optimization cycles,high labor costs,low operational efficiency,and a lack of algorithmic optimi-zation.Therefore,an integrated computing platform for investment casting processes was developed based on the Pro-CAST finite element simulation software and multitasking batch processing technology,which integrates various func-tions,including Design of Experiments(DOE)algorithms,finite element simulation,automatic extraction of result data,surrogate model construction,and collaborative multi-objective optimization.Taking a turbine guide vane as example,integrated optimization of casting process-defect simulation was realized with shrinkage as target value,pour-ing temperature,ambient temperature and thermal emissivity as variables.The efficiency of integrated computing plat-form is improved by 91.66%compared with that of traditional simulation optimization.

关键词

材料基因工程/集成计算材料工程/智能铸造/材料信息学

Key words

Materials Genomic Engineering/Integrated Computational Materials Engineering/Intelligent Cast-ing/Material Informatics

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基金项目

国家重点研发计划资助项目(2022YFB3706800)

国家科技重大专项资助项目(J2019-VI-0004-0117)

国家自然科学基金资助项目(52090042)

出版年

2024
特种铸造及有色合金
中国机械工程学会铸造分会

特种铸造及有色合金

CSTPCD北大核心
影响因子:0.481
ISSN:1001-2249
参考文献量9
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