35Cr24Ni7SiNRe窯尾護(hù)板鑄件詳細(xì)地給出了冒口高度、直徑對(duì)補(bǔ)縮效果的影響,將冒口的多參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為以直徑為參考的單變量函數(shù)優(yōu)化問(wèn)題。對(duì)于冒口形狀優(yōu)化,研究了相同模數(shù)、不同形狀冒口的補(bǔ)縮能力。在冒口剛好完成對(duì)鑄件補(bǔ)縮的情況下,相同模數(shù)的球形冒口的補(bǔ)縮能力比等邊圓柱和正方體的補(bǔ)縮能力低。35Cr24Ni7SiNRe窯尾護(hù)板鑄件結(jié)果表明模數(shù)相同、由于形狀因素對(duì)冒口體積的影響,使冒口的補(bǔ)縮能力有很大的不同。研究了不同形狀冒口的補(bǔ)縮能力。分別用球形、等邊圓柱和正方體形狀冒口對(duì)相同鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮,安全高度為零,通過(guò)模擬用于策略驗(yàn)證的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,得到球形、等邊圓柱、正方體的體積比為:1:1.08:1.0825。35Cr24Ni7SiNRe窯尾護(hù)板鑄件球形冒口的補(bǔ)縮能力好,正方體形狀,但與等邊圓柱的差別并不大。說(shuō)明在具有相同公切球的情況下,不同形狀對(duì)冒口的補(bǔ)縮能力影響區(qū)別不大。但是球形冒口在制作工藝上比較麻煩,所以,生產(chǎn)中常用圓柱形冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。針對(duì)生產(chǎn)中常用的圓柱形冒口,研究了冒口高度對(duì)補(bǔ)縮能力的影響。當(dāng)冒口的高徑比K≤0.7時(shí),隨著冒口高度的增加,縮孔向上移動(dòng)的速度逐漸降低。當(dāng)K>1后,由于冒口頂部距離鑄件距離變大,冒口頂部對(duì)鑄件溫度場(chǎng)的影響變小,所以增加冒口高度,基本不能提高冒口的補(bǔ)縮能力。研究了冒口直徑對(duì)補(bǔ)縮能力的影響。

無(wú)錫35Cr24Ni7SiNRe窯尾護(hù)板鑄件

在K≤1范圍內(nèi),隨著冒口直徑的增大,縮孔高度逐漸升高,增加冒口直徑比增加高度效果要好。在0.35Cr24Ni7SiNRe窯尾護(hù)板鑄件采用這種方法,進(jìn)行了冒口優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn),優(yōu)化過(guò)程從原來(lái)的110次減少到4次。結(jié)果表明將冒口的多參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閱巫兞亢瘮?shù)優(yōu)化后,冒口優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程變得簡(jiǎn)單且設(shè)計(jì)效率明顯提高。經(jīng)過(guò)分析后,找到了貪吃蛇算法存在的缺陷:搜索范圍為初始值加上2倍步長(zhǎng)。如果初始值過(guò)小,當(dāng)初始值小于目標(biāo)值的1/2時(shí),則導(dǎo)致不能得到優(yōu)化結(jié)果。35Cr24Ni7SiNRe窯尾護(hù)板鑄件為此,對(duì)冒口的優(yōu)化模型進(jìn)行修正,提出了向上翻倍長(zhǎng)大算法,并將長(zhǎng)大算法和優(yōu)化算法結(jié)合,建立了冒口“生長(zhǎng)”數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了冒口的自動(dòng)化設(shè)計(jì)。35Cr24Ni7SiNRe窯尾護(hù)板鑄件這是一種全新的冒口設(shè)計(jì)方法,將冒口設(shè)計(jì)從靜態(tài)設(shè)計(jì)變成動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)過(guò)程。在鑄件需要冒口的位置,放上冒口“種子”,在優(yōu)化迭代的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)冒口的自然生長(zhǎng),“長(zhǎng)”到所需要的尺寸,完成冒口的設(shè)計(jì)。35Cr24Ni7SiNRe窯尾護(hù)板鑄件根據(jù)冒口“生長(zhǎng)”模型給出實(shí)例驗(yàn)證。這些研究為鑄造工藝設(shè)計(jì)的集成化和智能化打下了很好的基礎(chǔ),說(shuō)明了將數(shù)值模擬與仿真優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行冒口設(shè)計(jì)的新方法,具有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和非常廣闊的應(yīng)用前景。

無(wú)錫35Cr24Ni7SiNRe窯尾護(hù)板鑄件