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ProCAST特点
ProCAST分析模块
ProCAST适用范围
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ESI推出新版本铸造模拟软件Pr...
ProCAST 2009
 ProCAST——世界上最著名的铸造模拟软件
发布者: 出处: 日期:2009/10/27 阅读:3431 推荐:0 点评:0
   

        ProCAST是世界上最著名的模拟解决方案,它采用先进的有限元技术,实现了流场、热场和应力场的完全耦合,配备了完备的数据接口、功能强大的自动网格划分工具以及丰富的材料数据库,可模拟所有铸造合金和所有铸造方法。
          

 

1. 三维模型网格划分
    ProCAST有丰富的CAD接口,可兼容AutoCAD、SolidWorks、ProEngineer、UNIGRAPHICS、CATIA等主流三维软件,可直接读取如IGS、STL、STEP、Parasolids等格式的数据,内建强大的自动网格划分工具,能轻而易举的建构出复杂形状铸件的网格,网格的疏密可籍参数设定来调整。对精密铸造,ProCAST内置了自动生壳工具,可自动生成壳网格。同时,ProCAST还具有面网格装配和布尔运算功能,可轻易构建连续或非连续网格。


可以生成异常复杂的几何体网格,对重要部位进行重点描述,对其他部位进行简单描述,支持非连续网格,更经济有效地表征几何体。

自动生成精铸壳体,无需建模。

2. 流动分析模块
    液态金属充型过程是铸件成形中非常重要的一个环节,ProCAST通过完全的Navier-Stocks流动方程对流体流动和传热进行耦合计算,不仅可以模拟出液态金属在铸型中的流动状态,并根据模拟得到液态金属的流动速度、压力等变化规律优化浇注系统设计,防止裹气,减轻液态金属对铸型的冲蚀,避免紊流的产生,而且可以模拟出液态金属的温度分布,从而预测冷隔、浇不足等缺陷。 另外,ProCAST还增加了用于分析紊流、半固态铸造、离心铸造、消失模铸造及射芯工艺模拟的专用流动模块。

3. 热分析模块
    在铸件凝固过程中,高温液态金属由液相向固相的转变过程,在这个过程中,高温液态金属所含有的热量必须通过各种途径向铸型和周围环境传递,逐步冷却并进行凝固,最终形成铸件产品。热分析模块即用于该过程中传热的计算,热量的传递方式包括热传导,对流换热和辐射换热三种。ProCAST使用热焓方程式计算金属液相到固相转变过程中的潜热,以及金属液因温度梯度所造成的收缩和其相关的补缩问题,从而预测铸件缺陷(缩孔、缩松)产生的可能性及位置。

4. 应力分析模块
    在铸造生产中,由于铸件结构方面的原因及工艺处理不当容易导致热裂或者在局部存在较大的残余应力或残余变形。ProCAST的应力分析模块可以进行热、流动和应力的完全耦合计算,从而显示由于铸件收缩变形而产生的铸件和铸型的间隙,进一步确定由于这种间隙的产生对铸件凝固时热场的影响,从而准确预测铸件和铸型的热、机械接触应力、残余应力、铸件的变形和热烈以及模具的疲劳寿命。

5. 热辐射分析模块
    热辐射分析模块大大加强了基于基本模块中关于辐射计算的功能。专门用于处理精密铸造过程热辐射的计算。由于在辐射计算中考虑了视角因子和阴影效应,一旦部件之间有相互运动,视角因子将充型进行计算,该模块特别适用高温合金如铁基或镍基精密铸造,此模块被广泛应用于涡轮叶片的生产模拟。

6. 高级缩孔模块
    大多数模拟软件对缩孔缩松的预测仅局限于通过孤立液相区来预测,这种简化的方法没有考虑金属液中析出气体所产生的气孔的影响。ProCAST是全球第一个基于物理方法实现缩孔和气孔模拟的商用软件,它耦合了宏观缩孔缩松的预测,糊状区域的流动计算以及达西方程的相关压降。另外,ProCAST具备一个联合考虑溶解度和微孔形核长大的气体偏析模型。这种综合的处理方法将有助于铸造专业人士探索并理解铸造工艺条件、合金纯度和缩孔缩松预测之间的复杂相互作用。

7. 微观组织、机械性能分析模块
    ProCAST包括微观组织确定性分析方法,能够预测诸如铸铁和铸钢各相的形成和转变。典型的确定性分析模型包括平均晶粒尺寸、枝晶间距、相分数、平均成分和石墨数量。铸造过程中铸件的机械性能可以通过微观结构模型所提供的屈服强度、抗拉强度、延展率和硬度等信息来预测。ProCAST还拥有先进的相场和Pseudo-Front追踪模型,可以提供所选铸造区域的晶粒的形态转变和显微偏析状态。

                            

 

8. 晶粒结构分析模块
    铸件的晶粒组织结构是冶金学家最希望控制的铸造参数。典型的案例是运用定向凝固的方法制造燃气涡轮叶片。在这种精密铸造过程中,和冷铁接触的地方,合金以很细的晶粒开始凝固,在这个等轴晶粒区域,晶粒结晶方向优先按照热流方向生长,抑制了其它方向晶粒的生长。极端的情况是,在需要单晶的特殊场合,在严格控制的凝固条件下,使一个晶核生长成整个单晶零件。 ProCAST可以计算凝固过程中晶粒结构的变化,被许多高端工业用户用来控制铸造条件,优化零部件性能。ProCAST将有限元热流分析与CA(Cellular Automation)模型相耦合,即著名的CAFÉ模块。

                                                                              

9. 反求模块反求模块
    适用于科研或高级模拟计算之用,通过反求可以确定边界条件和材料的热物理性能。虽然ProCAST提供了一系列可靠的边界条件和材料热物理性能,但有时模拟计算对这些数据有更高的精度要求,这时反求模块可以利用实际的测试温度数据来确定边界条件和材料的热物理性能。

10. 材料数据库
    ProCAST内置了一个丰富的材料数据库,并且随着工业应用的发展而不断扩充。其中包括黑色金属(铸铁、铸钢),有色金属(铝合金、镁合金、锌合金、镍合金、钛合金等),非金属(各类型砂和型芯材料)。并且ProCAST还拥有一个独特的材料热力学数据库求解系统,允许用户直接输入合金的化学成分,从而自动计算模拟所需的精确的热力学数据。

11. 可视化后处理模块
    ProCAST提供了一个完全整合在ESI Group工程软件环境之中的后处理工具。这个整合的解决方案提供了一个简单的操作环境来满足不同类型模拟的要求。CAST各软件包,包括几何修整工具,都将成为这个简单、统一应用环境的一个部分,并且,铸造软件和其它模拟软件之间将会实现互通性。VisualCAST(后处理软件)是第一款源于Visual-Viewer的应用软件,是ESI Group最新的后处理解决方案。它的主要特点包括:Windows方式的直观操作界面;多模块、多页面、多图表操作环境;简便的模型操作工具;交互式切面、扫描、X射线试图观察模式;云图、向量等显示方式;图片和动画输出功能;具有粒子追踪功能;前后处理间的柔性转换;自动生成pdf或PPT结果报告;支持脚本编辑。

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