ProCAST軟件學(xué)習(xí)主要內(nèi)容proCAST簡(jiǎn)介一proCAST

安裝及模擬流程二meshCAST

使用三preCAST

使用四viewCAST

使用五一、proCAST簡(jiǎn)介proCAST是為評(píng)價(jià)和優(yōu)化鑄造產(chǎn)品和鑄造工藝而開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)CAE系統(tǒng)。在完成鑄造工藝編制之前就能夠?qū)﹁T件在形成過(guò)程中的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)等進(jìn)行模擬仿真分析并預(yù)測(cè)鑄件的質(zhì)量，優(yōu)化鑄造設(shè)備參數(shù)和工藝方案，達(dá)到縮短生產(chǎn)周期降低成產(chǎn)成本的目的。1、概述2、proCAST功能

proCAST采用有限元方法進(jìn)行模擬計(jì)算，可以進(jìn)行傳熱計(jì)算、充型流動(dòng)過(guò)程計(jì)算、熱場(chǎng)耦合應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算、微觀組織模擬以及縮孔縮松預(yù)測(cè)模擬。ProCAST分析模塊附加模塊ProCAST標(biāo)準(zhǔn)模塊工具模塊高級(jí)模塊傳熱分析流動(dòng)分析輻射分析晶粒結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析微觀組織網(wǎng)格生成反向求解進(jìn)行傳熱計(jì)算

液體動(dòng)的效應(yīng)

計(jì)算熱應(yīng)力分布

精確處理單晶鑄造、熔模鑄造過(guò)程熱輻射的計(jì)算

鑄件中任何位置的熱經(jīng)歷與晶體的形核和長(zhǎng)大相聯(lián)系，模擬出鑄件各部位的顯微組織。

由于采用了標(biāo)準(zhǔn)化的、通用的用戶界面，任何一種鑄造過(guò)程都可以用同一軟件ProCAST進(jìn)行分析和優(yōu)化。它可以用來(lái)研究設(shè)計(jì)結(jié)果，例如澆注系統(tǒng)、通氣孔和溢流孔的位置，冒口的位置和大小等。實(shí)踐證明ProCAST可以準(zhǔn)確地模擬型腔的澆注過(guò)程，精確地描述凝固過(guò)程?？梢跃_地計(jì)算冷卻或加熱通道的位置以及加熱冒口的使用。2、proCAST功能3、proCAST適用范圍(1)適用鑄造方法

proCAST適用于砂型鑄造、消失模鑄造;高壓、低壓鑄造;重力鑄造、傾斜澆鑄、熔模鑄造、殼型鑄造、擠壓鑄造;觸變鑄造、觸變成型、流變鑄造。

重力鑄造消失模熔模鑄造壓鑄各類(lèi)鑄造低壓鑄造離心鑄造連續(xù)鑄造觸變鑄造(2)適用鑄造材料

proCAST可以用來(lái)模擬任何合金，從鋼、鐵到鋁基、銅基、鎂基、鈷基、鎳基、鈦基和鋅基合金，以及非傳統(tǒng)合金和聚合體。除了基本的材料數(shù)據(jù)庫(kù)外，ProCAST還擁有基本合金系統(tǒng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。這個(gè)獨(dú)特的數(shù)據(jù)庫(kù)使得用戶可以直接輸入化學(xué)成分，從而自動(dòng)產(chǎn)生諸如液相線溫度、固相線溫度、潛熱、比熱和固相率的變化等熱力學(xué)參數(shù)。

4、proCAST模擬分析能力

proCAST幾乎可以模擬分析任何鑄造生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，為鑄造工程師提供新的途徑來(lái)研究鑄造過(guò)程，使他們有機(jī)會(huì)看到型腔內(nèi)所發(fā)生的一切，從而進(jìn)行新的設(shè)計(jì)。可以分析縮孔縮松、裂紋、裹氣、沖砂、冷隔、澆不足、應(yīng)力、變形、模具壽命、工藝開(kāi)發(fā)及可重復(fù)性。ProCAST模擬分析能力裂紋裹氣澆不足沖砂變形

冷隔模具壽命縮孔工藝開(kāi)發(fā)縮孔

縮孔是由于凝固收縮過(guò)程中液體不能有效地從澆注系統(tǒng)得到補(bǔ)縮而導(dǎo)致了很大的內(nèi)部收縮缺陷。ProCAST可以確認(rèn)封閉液體的位置。使用特殊的判據(jù)，例如宏觀縮孔或Niyama判據(jù)來(lái)確定縮孔縮松是否會(huì)在這些敏感區(qū)域內(nèi)發(fā)生。同時(shí)ProCAST可以計(jì)算與縮孔縮松有關(guān)的補(bǔ)縮長(zhǎng)度。在砂型鑄造中，可以?xún)?yōu)化冒口的位置、大小和絕熱保溫套的使用。在壓鑄中，ProCAST可以詳細(xì)準(zhǔn)確計(jì)算模型中的熱節(jié)、冷卻加熱通道的位置和大小，以及溢流口的位置。裂紋

鑄造在凝固過(guò)程中容易產(chǎn)生熱裂以至在隨后的冷卻過(guò)程中產(chǎn)生裂紋。利用熱應(yīng)力分析，ProCAST可以模擬凝固和隨后冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋。在真正的生產(chǎn)之前，這些模擬結(jié)果可以用來(lái)確定和檢驗(yàn)為防止缺陷產(chǎn)生而嘗試進(jìn)行的各種設(shè)計(jì)。裹氣

由于液體充填受阻而產(chǎn)生的氣泡和氧化夾雜物會(huì)影響鑄件的機(jī)械性能。充型過(guò)程中的紊流可能導(dǎo)致氧化夾雜物的產(chǎn)生,ProCAST能夠清楚地指示紊流的存在。這些缺陷的位置可以在計(jì)算機(jī)上顯示和跟蹤出來(lái)。由于能夠直接監(jiān)視裹氣的運(yùn)行軌跡，從而使設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、合理安排氣孔和溢流孔變得輕而易舉。沖砂

在鑄造中，有時(shí)沖砂是不可避免的。如果沖砂發(fā)生在鑄造零件的關(guān)鍵部位，那將影響鑄件的質(zhì)量。ProCAST可以通過(guò)對(duì)速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的分析確認(rèn)沖砂的產(chǎn)生。通過(guò)虛擬的粒子跟蹤則能很容易確認(rèn)最終夾砂的區(qū)域。冷隔及澆不足

在澆注成型過(guò)程中，一些不當(dāng)?shù)墓に噮?shù)如型腔過(guò)冷、澆速過(guò)慢、金屬液溫度過(guò)低等都會(huì)導(dǎo)致一些缺陷的產(chǎn)生。通過(guò)傳熱和流動(dòng)的耦合計(jì)算，設(shè)計(jì)者可以準(zhǔn)確計(jì)算充型過(guò)程中的液體溫度的變化。在充型過(guò)程中，凝固了的金屬將會(huì)改變液體在充型中的流動(dòng)形式。ProCAST可以預(yù)測(cè)這些鑄造充型過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題，并且可以隨后快速地制定和驗(yàn)證相應(yīng)的改進(jìn)方案。壓鑄模壽命

熱循環(huán)疲勞會(huì)降低壓鑄模的使用壽命。ProCAST能夠預(yù)測(cè)壓鑄模中的應(yīng)力周期和最大抗壓應(yīng)力，結(jié)合與之相應(yīng)的溫度場(chǎng)便可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)模具的關(guān)鍵部位進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)以延長(zhǎng)壓鑄模的使用壽命。工藝開(kāi)發(fā)和優(yōu)化

在新產(chǎn)品市場(chǎng)定位之后，就應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行生產(chǎn)線的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化。ProCAST可以虛擬測(cè)試各種革新設(shè)計(jì)而取之最優(yōu)，因此大大減少工藝開(kāi)發(fā)時(shí)間，同時(shí)把成本降到最低。

可重復(fù)性

即使一個(gè)工藝過(guò)程已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行幾個(gè)月，意外情況也有可能發(fā)生。由于鑄造工藝參數(shù)繁多而又相互影響，因而無(wú)法在實(shí)際操作中長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)控所有的參數(shù)。然而任何看起來(lái)微不足道的某個(gè)參數(shù)的變化都有可能影響到整個(gè)系統(tǒng)，這使得實(shí)際車(chē)間的工作左右為難。ProCAST可以讓鑄造工程師快速定量地檢查每個(gè)參數(shù)的影響，從而確定為了得到可重復(fù)的、連續(xù)平穩(wěn)生產(chǎn)的參數(shù)范圍。

在鑄造過(guò)程分析方面，ProCAST提供了能夠考慮氣體、過(guò)濾、高壓、旋轉(zhuǎn)等對(duì)鑄件充型的影響；能夠模擬出氣化模鑄造、低壓鑄造、壓力鑄造、離心鑄造等幾乎所有鑄造工藝的充型過(guò)程并能對(duì)注塑、壓制臘模、壓制粉末等的充型過(guò)程進(jìn)行模擬。在傳熱分析方面，ProCAST能夠?qū)醾鲗?dǎo)、對(duì)流和輻射等三種傳熱方式進(jìn)行求解，尤其是引入最新"灰體凈輻射法"模型，使ProCAST擅長(zhǎng)于解決精鑄及單晶鑄造問(wèn)題。在應(yīng)力分析方面，通過(guò)采用彈塑性和粘塑性，及獨(dú)有的處理鑄件/鑄型熱和機(jī)械接觸界面的方法，使其具有分析鑄件應(yīng)力、變形的能力。二、proCAST安裝及模擬流程1、proCAST2009安裝教程2、proCAST模擬基本流程*.mesh*d.dat*p.dat**.unf求解結(jié)果可視化結(jié)果分析幾何模型劃分網(wǎng)格meshcast選擇材料界面?zhèn)鳠釛l件邊界條件precastprocastviewcastdatacastmeshCASTpreCASTdataCASTproCASTviewCAST1.創(chuàng)建模型：可以分別用IDEAS、UG、PATRAN、ANSYS作為前處理軟件創(chuàng)建模型，輸出ProCAST可接受的模型或網(wǎng)格格式的文件。2.MeshCAST：對(duì)輸入的模型或網(wǎng)格文件進(jìn)行剖分，最終產(chǎn)生四面體網(wǎng)格，生成xx.mesh文件，文件中包含節(jié)點(diǎn)數(shù)量、單元數(shù)量、材料數(shù)量等信息。3.PreCAST：分配材料、設(shè)定界面條件、邊界條件、初始條件、模擬參數(shù)，生成xxd.dat文件和xxp.dat文件。4.DataCAST：檢查模型及Precast中對(duì)模型的定義是否有錯(cuò)誤，輸出錯(cuò)誤信息，如無(wú)錯(cuò)誤，將所有模型的信息轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，生成xx.unf文件。5.ProCAST：對(duì)鑄造過(guò)程模擬分析計(jì)算，生成xx.unf文件。6.ViewCAST：顯示鑄造過(guò)程模擬分析結(jié)果。幾何模型生成表面網(wǎng)格表面網(wǎng)格實(shí)體網(wǎng)格生成實(shí)體網(wǎng)格單元質(zhì)量檢查優(yōu)化存盤(pán)退出幾何模型劃分網(wǎng)格MeshCASTCAD輸入流程三、meshCAST使用基本流程1、創(chuàng)建模型：可以分別用I-Deas、Pro/E、UG、Patran、Ansys作為前處理軟件創(chuàng)建模型，輸出ProCAST可接受的模型或網(wǎng)格文件。2、MeshCAST：對(duì)輸入的模型或網(wǎng)格文件進(jìn)行剖分，最終產(chǎn)生四面體體網(wǎng)格，生成xx.mesh文件，文件中包含節(jié)點(diǎn)數(shù)量、單元數(shù)量、材料數(shù)量等信息。打開(kāi)文件輸入igesstlstepparasolidsideaspatran

anspatranideas面網(wǎng)格修復(fù)生成面網(wǎng)格幾何修復(fù)作必要的修復(fù)生成體網(wǎng)格體網(wǎng)格檢查分析與優(yōu)化觀察分析GeometrySurfaceMeshSolidMesh工作流程

幾何：Parasolids -UGorSolidedge，solidworksSTEP -Standards-Based,MadeforSolidGeometriesIGES -Standards-Based,SurfacesSTL(ascii/binary)

-NotaGoodDescriptionofGeometry buteasytoproduceMeshcast (*.gmrst)1、幾何模型輸入

網(wǎng)格模型表面網(wǎng)格： Meshcast(*.sm) I-deas(*.unv) patran(*.out) Ansys(*.ans)實(shí)體網(wǎng)格： Meshcast(*.mesh) Procast(*d.dat) I-deas(*.ideas) Patran(*.patran)輸入精度關(guān)于幾何的知識(shí)點(diǎn)任何邊都至少被兩個(gè)面共有任何面都必須由封閉的一組邊圍成幾何面必須封閉以形成幾何體模型修改修改工具藍(lán)邊表示自由邊或只被一個(gè)面所有黃邊表示被3個(gè)以上的面共有幾何模型質(zhì)量檢查

修改工具顯示指定面Undo（只能一次）幾何存盤(pán)(*.gmrst)identify屬性顯示修改工具選取/不選取左鍵單選右鍵框選選取鍵選中所有未分配單元邊長(zhǎng)的邊選取全部清除全部修改工具顯示指定面追加指定面顯示選中的及其相鄰的只顯示選中的去掉指定面修改工具劃網(wǎng)格進(jìn)入體網(wǎng)格劃分界面Select/DeselectAll顯示網(wǎng)格檢查網(wǎng)格網(wǎng)格信息未劃網(wǎng)格的面網(wǎng)格質(zhì)量差的面自動(dòng)網(wǎng)格處理指定爐體表面顯示爐體表面邊操作面操作面的定義面的編號(hào)封閉的一組邊面描述AddEdgesRemoveEdgesSurfaceDescriptionConstructors細(xì)密稀疏面描述的定義面操作選取邊，建立平面網(wǎng)格尺寸設(shè)置表面網(wǎng)格EdgeSet控制邊上的網(wǎng)格密度所有的邊都必須屬于某一邊集SurfaceSet控制面內(nèi)的網(wǎng)格密度如果面集未定義，則面內(nèi)網(wǎng)格由系統(tǒng)確定澆口節(jié)點(diǎn)要密一些模型檢查三部曲幾何質(zhì)量未劃網(wǎng)格表面網(wǎng)格質(zhì)量差表面有時(shí)表面網(wǎng)格質(zhì)量差，但體網(wǎng)格不一定差，所以表面網(wǎng)格畫(huà)好后可以先畫(huà)一下體網(wǎng)格。EditMesh－編輯表面網(wǎng)格發(fā)現(xiàn)問(wèn)題網(wǎng)格部位確認(rèn)單元號(hào)或節(jié)點(diǎn)號(hào)修改方法一修改方法二1234體網(wǎng)格TetMesh-Layers流體流動(dòng)時(shí)的截面速度場(chǎng)NoLayerPartialLayerFullLayer生成體網(wǎng)格后自動(dòng)進(jìn)入這個(gè)界面，關(guān)閉窗口，會(huì)提示是否退出，單擊是，退出。New

對(duì)模型中的幾何體進(jìn)行分組(例如：多塊冷鐵）或新建材料Optimize節(jié)點(diǎn)重排序File/Save體網(wǎng)格體網(wǎng)格質(zhì)量檢查網(wǎng)格質(zhì)量的最后檢查: BadElements Neg--Jac不能有任何負(fù)雅各比單元可以有幾個(gè)BadElementsSmoothMesh體網(wǎng)格質(zhì)量Radiiratio(3x/y):Idealvalue=1(normalised)Aspectratio(x/y):Idealvalue=1xyxyDihedralangle:Idealvalue=72°體網(wǎng)格不能生成的原因面與面之間有重疊網(wǎng)格之間有干涉(一個(gè)網(wǎng)格進(jìn)入另一個(gè)） (meshingprogress<50%)模型有孔洞或有多余面 (meshingprogress>50%)表面網(wǎng)格太扭曲(錯(cuò)誤提示:Pleasechangeaspectratio)網(wǎng)格的裝配模型被分成幾塊:網(wǎng)格的裝配模型被分成幾塊: 1. 對(duì)每塊分別修改和劃網(wǎng)格。 2. 公共面的單元尺寸要一致 3. 對(duì)各個(gè)塊分別進(jìn)行合并網(wǎng)格的裝配proE畫(huà)網(wǎng)格前處理過(guò)程四、preCAST使用進(jìn)入路徑找到模型工作目錄單擊PreCASTPreCAST：分配材料、設(shè)定界面條件、邊界條件、初始條件、模擬參數(shù)，生成xxd.out和xxp.out文件，讀入模型文件1.讀入.mesh文件2.自動(dòng)彈出模型的相關(guān)信息窗口材料定義1.單擊Materials/Assign，彈出材料定義窗口3.右鍵單擊，在彈出窗口中選擇該材料所屬類(lèi)型4.左鍵單擊選擇是否為空腔2.用左鍵選擇上面紅色體的材料，并單擊Assign4.單擊Read，可查看該材料的熱物理性質(zhì)（如左圖）1.單擊Interface，彈出接觸條件定義窗口2.右鍵改變材料主次，前面為主（紅），后面為次（綠）3.左鍵改變材料的接觸關(guān)系4.選擇材料間的熱轉(zhuǎn)換系數(shù)，并單擊Assign5.全部定義完后，單擊Apply接觸條件定義1.