基于RSM和GA的涡轮熔模铸造工艺优化

蒋梦麒 ，何 博 ，姚定烨

（1.上海工程技术大学 材料工程学院，上海 201600；2.上海工程技术大学 高温合金精密成型研究中心，上海 201600）

0 引 言

浇注系统设计是熔模铸造设计过程中的重要部分，在熔模铸造时，浇注系统不仅是金属液进入型腔的通道，在铸件凝固过程中，浇注系统还起着补缩的作用，因此浇注系统的设计直接关系着熔模铸件的质量[1,2]。随着熔模精密铸件被广泛应用于航空航天、汽车及新能源领域，对熔模铸造产品的开发周期、开发成本与铸件成型质量提出了越来越高的要求[3-5]。

虚拟制造技术包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）与计算机辅助工程（CAE），是提升生产效率最有效的方法。徐文博等[6]利用数值分析软件ProCAST验证扩散器熔模铸件的初始浇注系统设计，并根据模拟结果优化了浇注系统设计，最终获得了合格的铸件。龚伟等[7]将光固化（SLA）快速成型技术与传统的砂型铸造相结合，利用数值模拟软件验证浇注系统设计与浇注工艺，最终将发动机缸盖铸件的孔隙率控制在10%以下，降低了铸造成本和缩短了生产周期。WANG D H等[8]将响应面分析法（RSM）与数值模拟技术相互结合，建立了二阶响应方程并以此为依据寻求最优工艺参数组合，实现了熔模铸件浇注系统设计快速优化。DONG C等[9]基于有限元模拟软件InterCAST利用遗传算法（GA）、果蝇优化算法（FOA）与内点法（IPOPT）快速优化冒口设计，模拟结果表明上述3种方法都可以较好地改善冒口设计以提升铸件的质量。

以下利用……