齐车公司采用呋喃树脂自硬砂有箱造型工艺在造型线上生产转向架主要部件,从以往运营反馈和出厂前检验情况看,转向架存在的核心质量问题是部分产品关键部位存在缩孔、裂纹等缺陷。针对上述问题,决定在转向架工艺设计过程中采用数值模拟技术。本文以澳车转向架关键零件——侧架为对象,采用二次开发后的ProCAST 软件进行工艺模拟和分析,由此确定最佳铸造工艺。本文在简要阐述铸造数值模拟技术基本原理基础上,介绍了ProCAST软件所采用的有限元方法建立的温度场、流场以及应力场的数学、物理模型和进行有限元离散求解,以及铸造缺陷的判定。为解决ProCAST 与三维设计软件Pro/E 接口问题,在探索中创造性地提出了“Shell 模型”。该方式不但可以简化铸型设计,而且建立有限元模型时,无须处理铸件/铸型交界面,并且可以自动确认铸造系统中的多种材质,有效地解决了困扰业界多年的复杂铸件几何模型到有限元分析模型的数据传递问题。热物性参数对数值模拟起到至关重要的作用,本文通过实测和委托试验建立了符合齐车公司转向架生产应用的铸造材料热物性参数数据库,以及铸件/铸型换热系数数据库。在解决摇枕、侧架等零件凝固收缩后铸件/铸型气隙热阻问题,再次创造性提出将铸件与铸型之间界面分解为紧密接触区和气隙区的热阻模型。为实现铸造工艺数值模拟系统在并行工程环境下的应用,重新设计了齐车公司并行工程环境下铸造工艺设计功能模型,将铸造工艺数值模拟纳入并行工程控制当中,解决了铸造CAD/CAE 系统集成问题,使其在产品开发过程具有了法律化地位。同时在生产制造过程中更加全面考虑产品生命周期各个时期的影响因素,促进公司并行工程进一步完善。在二次开发基础上,研究了在树脂砂工艺条件生产转向架上应用数值模拟技术,并按照ProCAST 在铸件产品工艺上应用技术路线要求,使用ProCAST 基本模块、流动分析模块和应力分析模块对澳车侧架充型和凝固过程中的流场、温度场和应力场进行详细分析,对缩孔、缩松、热裂等缺陷