铝合金压铸生产工艺实现了复杂结构一次成型生产，其特点是强度高、结构复杂和减轻重量。这也说明了为什么铝合金压铸的车身结构件属于高端产品。图1显示的是最新的5代奥迪A8车身结构。
从图中可以了解，现代的车身设计融合了不同的材料，其中压铸件起着连接节点的作用。这种复合结构最大程度满足和平衡了各种功能的上需求，即低重量和高燃烧效率，最佳的驾乘效果和舒适度以及
碰撞安全性的高强度。
此类压铸结构件除了拥有多个优点，在中低价位的车辆中使用还受到经济性的影响。压铸的主要成本包括压铸循环周期（较大铸件需要1-2分钟）和压铸模具的使用寿命。从模具使用寿命原因分析，温度是压铸工艺中最重要的影响因素。本研究项目的重点，即压铸模具的热平衡，主要受到模具内冷却和脱模剂喷射过程的影响。
背景
在常规的模具设计和工艺中，每个压铸周期都要向模具喷射大量的水-脱模剂混合液。较大的水量用于模具表面降温，但也会产生热冲击和应力，这也是产生影响使用寿命的热裂和应力裂纹的原因之一。除了损坏模具，水的使用、重新准备大量的喷剂、喷射过程所需的时间，在经济和生态上都不符合可持续生产的理念。
奥迪r8报价下面将介绍一种新模具设计的发展和验证方法。目的是通过高效的模内冷却循环实现对模具无损的散热过程，以代替用喷射过程实现外部冷却。创新的冷却系统的设计将成为微喷的基础，也就是说，使用更少量的脱模剂浓缩液，而不对模具表面产生冷却作用。
随时间变化的压铸模具内的温度是实现稳定的压铸工艺的决定性因素。高效的热管理，即通过高效冷
却系统有目的地对模具进行温度调控，是快速散热和缩短循环周期的基础。目前仍缺少新的与冷却理念设计和尺寸有关的具体设计标准和经验知识。另外放弃外部冷却将是一个极大的
挑战：通过局部调整喷射量或者喷嘴设置，根据需求控制自由度和冷却效果，使用微喷技术无法实现。由此产生的结论是，在模具的设计阶段就必须完成精确的热平衡初步设计，以便在后续的压铸过程中保证最佳的温度分布。
上海通用别克凯越这里所做工作的目的是开发一种设计方法，通过压铸模具中的随形冷却系统实现对优化的热平衡的有效使用。数字模拟显示出原理，必要的工艺知识可以产生何种效果，并且可以为模具设计者模拟整个力学、热学和热力学关系和过程。
概述：
在常规的压铸工艺中，每个压铸周期都要向模表面喷射大量的水-脱模剂混合液。较大的水量用于模具表面降温，但也会对模钢产生热冲击和应力，这也是造成影响使用寿命的热裂和应力裂纹的原因之一。
通过一种新的模具设计，借助高效的模内冷却循环实现对模具无损的散热过程，以代替用喷射过程实现外部冷却。创新的冷却系统的设计要成为微喷的基础，即使用更少量的脱模剂浓缩液，且不对模具表面产生冷却作用。
首先介绍模具冷却的基础，然后是关于设计方法的概述。最后应用此方法模拟实际生产的车身结构件模具－减震塔。
模具热平衡基础理论
冷却系统提升效率的方法需要通过一个简化的、理想的案例得出，如图2所示。评估冷却效率的决定性物理值是热量Q，表示单位时间传导的热量值。
为了通过冷却系统获得熔融过程给模具带来的热量，后面的3个热传导是关键。首先，必须让合金铸件的热量传导到模具上。因为此过程独立于冷却设计，在工作框架内不做另外考虑。最重要的是压铸模具内的热传导Q模具和冷却通道的热传导Q通道。
模具内的热传导：
A 热传导面积
λ模具导热能力
x 模具表面和冷却通道间的距离
冷却通道的热传导：
A 冷却通道面积
α通道传热系数
通过这些方程式可以最终得到影响热传导的因素大小，可以用于冷却效果优化方法中。具体涉及到模具表面和冷却通道之间缩小的距离x、使用一种具有尽可能高的传热能力的型钢λ模具、冷却通道表面增加的A通道、、优化的尽可能高的传热系数α通道、以及降低温度的冷却介质T流体。最终的大小不能随意变化，因为模具温度决定了压铸过程。另外作为材料属性的传热能力只受到适用的热工具钢的影响。此项工作的重点在于研究几何形状影响因素的大小，即随形的、大表面的流动通道。然而，这也意味着在压铸过程中，相比常规的简单钻孔的冷却通道，会产生较高的力学和热力学负载。只有拥有全面的理论评估才能保证在模具设计中实现随形冷却设计的全部功能，并可以支持后面的设计方法。
模具热平衡辅助设计方法
目前压铸模具中的随形冷却系统缺少设计时可参考的经验知识。因此在所述工作框架内将开发一种设计方法，可以辅助模具设计者，使其能够全面考虑与新的冷却理念有关的重要设计因素大小。借助数字模拟模型使压铸工艺中的热学、力学和热力学负载量化。如要实际应用该方法论还需满足一系列的要求，以有效支持模具设计过程。例如构造模拟模型相对低的费用，以及可靠的计算结果。
在不稳定的温度范围进行模拟需要大量的压铸周期，因为影响因素产生的力的负载和挠度，以及热力学效果分析意味着较高的计算花费。基于完整性要求，设计方法的开发要拥有积木的特性。也就是说，
以模块化方式进行，把全部问题分布到单一工作或者模拟模块上，使每个模块的信息更加详实。图3给出单一计算模块的概览。
模块0：铸件几何分析是冷却理念的基础。对壁厚分布的检查有助于明确铸件的材料堆积，并且能够尽早确定冷却系统的特殊区域。
沃尔沃xc60车友会模块1：通过周期性热过程模拟可以计算压铸模具内与时间有关的温度分布。连续的压铸周期计算可以评估持续运行发热的模具状况。目的是以相同的模具和铸件温度为基础对冷却设计进行评估和优化。
模块2：借助力学设计模块，压铸模具在压铸过程中受到应力影响时，可以对其设计进行分析。输入数据包括填充时的模具内压力和压铸设备的压射力。奥迪a3保养灯归零
模块3：热力学模拟模块可以对由温度变化和温度梯度产生的热膨胀效果进行分析。输入数据是周期热过程模拟中与时间有关的温度场。
模块4：从这一模块开始，从对整体模具的观察转移到对局部（部分）区域更详细的观察（例如有关的计算晶格因素大小、连接元件和几何细节的模拟）。通过力学结构模拟，由产生的力学负载可以对高度负荷的部件区域和元件进行分析。世界上最贵的汽车
模块5：补充第4个计算模块的热力学应力模块，主要是压铸模具中的元件在温度梯度和温度变化中引起的应力。上海大众汽车公司
如设计模块概述中所表达的，热学和力学要分开计算。热力学模块的输入数据是与时间有关的温度场（周期热模拟的结果）。此操作符合一个连续-关联模拟的要求，可以明显降低计算费用。
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