[发明专利]一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法

权利要求书

1.一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法，其特征在于该精确设计方法按以下步骤完成：

一、按收缩中心射线划分法将试验模型划分成多个局部包络体，先计算任意一个局部包络体的局部包络密度，并依据局部包络密度与收缩率的二次关系曲线，得出该局部包络体的收缩率，然后采用同样方法得出试验模型所有的局部包络体的收缩率；所述的收缩中心射线划分法包括以下步骤：先确定试验模型的收缩中心以及试验模型的包络体，然后从收缩中心向试验模型的包络体做多根射线，两条相邻射线与包络体的边线形成的闭合空间即为一个局部包络体，所述试验模型的收缩中心为试验模型的质量中心；

二、将试验模型所有的局部包络体的收缩率转换成铸件上同一部位的收缩率，转换公式如下：

ε_li=α₁·ε₁+α₂·ε₂+···+α_n·ε_n+(1-α₁-α₂-···-α_n)·ε₀

式中，ε_n代表试验模型第n个局部包络体的收缩率，ε_li代表铸件上同一部位的收缩率；ε₀代表铸件自由收缩时的收缩率；α_n代表比例系数，所述比例系数为试验模型第n个局部包络体的尺寸与铸件上同一部位的尺寸的比值。

2.根据权利要求1所述的一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法，其特征在于步骤一中所述的试验模型按照铸件的尺寸大小进行构建。

3.根据权利要求1所述的一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法，其特征在于步骤一中所述的局部包络密度为局部包络体内试验模型的质量与局部包络体的体积的比值。

4.根据权利要求1所述的一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法，其特征在于步骤一中所述的局部包络密度与收缩率的二次关系曲线经以下步骤得到：利用模拟软件对壁厚为50mm~250mm的试验模型在降温过程中的收缩行为进行模拟，并记录试验模型在收缩前后不同局部包络密度所对应的收缩率，再利用绘图软件拟合试验模型的局部包络密度与收缩率的二次关系曲线。

5.根据权利要求4所述的一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法，其特征在于所述模拟软件为ANSYS模拟软件。

6.根据权利要求4所述的一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法，其特征在于所述试验模型为ZL205A铝合金。

7.根据权利要求4所述的一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法，其特征在于降温过程是将试验模型从600℃降温至25℃。

8.根据权利要求4所述的一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法，其特征在于所述绘图软件为Origin绘图软件。