1、在整個(gè)制造業(yè)，鑄造過(guò)程仿真模擬現(xiàn)在已作為一個(gè)重要的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和過(guò)程開(kāi)發(fā)的工具，用以提高鑄件產(chǎn)量與質(zhì)量。ProCAST 是業(yè)界領(lǐng)先的鑄造過(guò)程模擬，基于強(qiáng)大有限元求解器和高級(jí)選項(xiàng)，提供高效和準(zhǔn)確的求解來(lái)滿足鑄造業(yè)的需求。與傳統(tǒng)的嘗試出錯(cuò)修改方法相比，ProCAST 是減少制造成本，縮短模具開(kāi)發(fā)時(shí)間，以及改善鑄造過(guò)程質(zhì)量的重要的、完美的解決方案。ProCAST 提供了整體解決方案，能夠進(jìn)行完整的鑄造工藝過(guò)程評(píng)估，包括充型、凝固、微觀組織以及熱力耦合模擬等，使得工藝設(shè)計(jì)可以很便捷地觀察模具設(shè)計(jì)效果，在制造過(guò)程的早期階段就能進(jìn)行正確的選擇與決策。ProCAST 廣泛涵蓋了各種鑄造工藝與合金種類(lèi)，包括：高壓

2、鑄造、低壓鑄造砂型鑄造，金屬型鑄造及傾斜澆注熔模鑄造，殼模鑄造模鑄造，離心鑄造連續(xù)和半連續(xù)鑄造；特點(diǎn)和規(guī)格ProCAST 是完整的模塊化系統(tǒng)，包含了可拓展的應(yīng)用模塊與工程工具，以滿足鑄造企業(yè)具有性的各種需要。各個(gè)模塊具有很強(qiáng)的性，分別針對(duì)工藝過(guò)程的某一特定步驟：求解器充型過(guò)程模擬，包括半固態(tài)材料模工藝及離心鑄造；傳熱求解器凝固與收縮趨勢(shì)，包括輻射選項(xiàng)；應(yīng)力求解器熱應(yīng)力及變形情況。此外，高級(jí)金相選項(xiàng)能夠：氣孔與微觀縮孔；鐵碳合金微觀組織晶粒結(jié)構(gòu)。ProCAST 共有九個(gè)模塊，下面分別闡述相應(yīng)的功能。前處理器 PreCAST通過(guò) ProCAST 圖形用戶(hù)界面可以定義各種邊界條件。這些豐富的功能能夠

3、準(zhǔn)確模擬所有鑄造情況。所選需要施加邊界條件的幾何區(qū)域可以通過(guò)點(diǎn)擊和自動(dòng)選擇延伸執(zhí)行。用戶(hù)定義的數(shù)據(jù)可以是不變的，也可以隨時(shí)間或溫度變化。材料數(shù)據(jù)庫(kù)ProCAST 提供了可擴(kuò)展材料數(shù)據(jù)庫(kù)，可用于模擬大多數(shù)合金，從鋼和鐵到鋁基、鈷基、銅基、鎂基、鎳基、鈦基和鋅基合金。目前，材料數(shù)據(jù)庫(kù)還仍在持續(xù)不斷地進(jìn)行擴(kuò)充，經(jīng)過(guò)工業(yè)驗(yàn)證的完善的物性參數(shù)會(huì)及時(shí)添加進(jìn)去。此外，ProCAST 還擁有獨(dú)特的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)允許用戶(hù)直接輸入合金化學(xué)成分，自動(dòng)產(chǎn)生模擬所需的物性數(shù)據(jù)。后處理器 ViewCASTProCAST 后處理器功能相當(dāng)強(qiáng)大而多樣，采用菜單和圖標(biāo)驅(qū)動(dòng)方式，提供了下列變化過(guò)程的動(dòng)態(tài)信息：金屬液前沿卷

4、氣溫度場(chǎng)壓力云圖凝固數(shù)據(jù)速度矢量應(yīng)力和變形微觀組織ProCAST 提供了多種方式，便于顯示工藝結(jié)果，包括：云圖矢量圖截面及切平面X-Y 曲線圖動(dòng)畫(huà)，及影片輸出便于快速直接地交換信息和通訊，并可將模擬結(jié)果以不同的標(biāo)準(zhǔn)格式輸出到其他 CAE中。網(wǎng)格劃分與工具M(jìn)eshCAST 是 ProCAST 的 CAD 接口與網(wǎng)格生成模塊。它將設(shè)計(jì)階段與仿真階段高效地聯(lián)系在一起，能夠快速完成創(chuàng)新性設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)備工作，并實(shí)現(xiàn)快速而可靠的計(jì)算。主要特點(diǎn)自動(dòng)生成三維網(wǎng)格CAD/CAE 幾何通過(guò) STEP, IGES, 或 Parasolid 格式導(dǎo)入直接有限元網(wǎng)格導(dǎo)入快速的網(wǎng)格生成卓越的網(wǎng)格質(zhì)量及質(zhì)量檢查處理復(fù)雜幾何

5、模型與多種材料邊或表面網(wǎng)格密度可變保證分析的網(wǎng)格要求熔模鑄造自動(dòng)殼模生成反算模塊ProCAST 反算模塊通過(guò)減小在給定的位置與時(shí)間上計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)溫度的差距，確定材料屬性或邊界條件。主要特點(diǎn)確定時(shí)間和溫度相關(guān)的界面系數(shù)確定時(shí)間和溫度相關(guān)的邊界條件確定時(shí)間和溫度相關(guān)的材料屬性流體求解器ProCAST 提供了一個(gè)卓越的流體功能來(lái)模擬充型過(guò)程。它耦合能量方程方法采用體積函數(shù)法（VOF），能夠模。求解全三維N-S 方程，表面前沿?cái)M凝固過(guò)程中自然對(duì)流和收縮引起的主要特點(diǎn)求解器全三維 N-S 流體傾斜澆注軸的旋轉(zhuǎn)方程模擬卷氣和排氣的氣體模型半固態(tài)材料的非過(guò)濾網(wǎng)模型湍流模型可壓流體模型流體模型模模型顆粒方法

6、傳熱求解器傳熱求解器通過(guò)考慮傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)傳熱計(jì)算。采用熱焓方式描述與相變有關(guān)的放熱過(guò)程，如凝固和固相轉(zhuǎn)變。主要特點(diǎn)瞬態(tài)，非線性三維熱傳導(dǎo)熱對(duì)流和輻射采用熱焓方式考慮相變縮孔縮松壓力鑄造和金屬型鑄造的熱循環(huán)分析砂模鑄造虛擬模具應(yīng)力求解器ProCAST 先進(jìn)的應(yīng)力求解器考慮了彈塑性或彈性粘塑材料特性，能夠?qū)崿F(xiàn)傳熱、流體和應(yīng)力的耦合模擬。簡(jiǎn)單材料模型，如彈性，空腔，或剛體，也能處理。主要特點(diǎn)非線性應(yīng)力分析自動(dòng)接觸設(shè)置與評(píng)估（傳熱和受力）氣隙無(wú)限的模型尺寸隨溫度變化的機(jī)械性能輻射輻射模塊擴(kuò)展了傳熱求解器中的輻射處理能力，考慮了角系數(shù)的影響。該模塊對(duì)所有的熔模鑄造過(guò)程是必需的，因?yàn)閺臍つ５囊?/p>

7、個(gè)區(qū)域到另一區(qū)域的自輻射效應(yīng)非常顯著。主要特點(diǎn)包括自輻射效應(yīng)的準(zhǔn)確傳熱分析結(jié)果單晶鑄件輻射角系數(shù)自動(dòng)更新模擬熔模完整工藝，包括殼型預(yù)熱快速角系數(shù)算法應(yīng)用 MeshCAST 中殼層選項(xiàng)產(chǎn)生殼體氣孔與微觀縮孔大多數(shù)模擬嚴(yán)格限定縮孔必須為金屬液卷氣引起的宏觀縮孔，這種簡(jiǎn)化方法沒(méi)有考慮氣體與枝晶間收縮導(dǎo)致的微觀縮孔。ProCAST 提供了基于物理現(xiàn)象的獨(dú)特方法，處理微觀縮孔模型。主要特點(diǎn)耦合宏觀縮孔與管狀收縮的顯微縮孔糊狀區(qū)壓降氣體分離氣體溶解度作為溫度和合金元素的函數(shù)氣孔的形核和生長(zhǎng)微觀組織ProCAST 微觀組織模塊可建立確定性模型，該模型可將鑄件任意位置熱變化同微觀組織形核和長(zhǎng)大過(guò)程耦合實(shí)現(xiàn)模擬

8、。主要特點(diǎn)可用的確定性模型：等軸晶(DAS)耦合球墨鑄鐵灰口/球墨鑄鐵共析灰口鐵共析(SGI)轉(zhuǎn)變Scheil 模型鐵/碳固態(tài)轉(zhuǎn)變晶粒結(jié)構(gòu)模擬晶粒結(jié)構(gòu)模塊基于隨機(jī)方法（細(xì)胞自耦合，能夠凝固態(tài)的晶粒結(jié)構(gòu)。主要特點(diǎn)CA）和有限元法（CAFE 模型）的柱狀和等軸晶結(jié)構(gòu)柱狀晶到等軸晶轉(zhuǎn)變柱狀結(jié)晶區(qū)晶粒選擇單晶鑄件中雜散晶體晶體結(jié)構(gòu)的演變信息晶粒結(jié)構(gòu)直接可視化顯著優(yōu)勢(shì)ProCAST 基于成有限元技術(shù)，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：精確的幾何描述；單元數(shù)目劇減；高精度結(jié)果；多尺度、多種網(wǎng)格混合能夠滿足最苛刻的工業(yè)需要：重力鑄造砂型鑄造、金屬型鑄造、傾斜澆注重力鑄造工藝成功的關(guān)鍵，在于優(yōu)化澆注系統(tǒng)，消除可能的收縮區(qū)域

9、?；趯?duì)各種合金收縮缺陷的精確，技術(shù)可在計(jì)算機(jī)上研究冒口位置、保溫套或放熱套的作用，并直接從屏幕上觀察結(jié)果，以達(dá)到最佳的鑄件質(zhì)量。熔模鑄造熔模鑄造、殼模鑄造ProCAST 設(shè)計(jì)了功能以滿足熔模鑄造廠的特殊需要。例如，ProCAST 能夠生成代表殼模的網(wǎng)格，該功能已考慮了非均勻厚度的混合與合并；含有角系數(shù)的輻射模型，包括陰影效應(yīng)，可用于高溫合金的熔模鑄造工藝。低壓鑄造為重現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)條件，應(yīng)進(jìn)行模具循環(huán)模擬，直至模具達(dá)到穩(wěn)定溫度狀態(tài)。根據(jù)模具的熱狀態(tài)、充型過(guò)程及凝固結(jié)果，就可以調(diào)整工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)工藝質(zhì)量，同時(shí)縮短產(chǎn)品面市時(shí)間。壓力鑄造ProCAST 功能能夠滿足壓力鑄造，包括擠壓鑄造和半固態(tài)材料工藝，的特殊要求。壓頭最優(yōu)速度曲線、澆口設(shè)計(jì)以及溢流槽位置確定等，可以采用模擬方法輕松完成，同樣適用于薄壁結(jié)構(gòu)鑄件。模工藝模工藝的模擬要求詳細(xì)的背壓物理模型，需要考慮材料燃燒、涂料與砂子的滲透性等。ProCAST