ProCAST有限元铸造模拟软件解决方案
时间:2019-08-01 09:31:05  
ProCAST是一种通过有限元方法对铸造工艺进行计算机模拟的专业系统,为所有铸造工艺和铸造合金提供温度,流体动力学和变形问题的联合解决方案以及独特的冶金能力。

创建的铸件建模软件包是任何代工厂技术开发阶段最好的决策验证工具之一。

ProCAST  是一种先进的产品,是与世界各地大型企业和学术机构长期合作的结果。

在2016.0版本中,交付了Visual Environment 12.0界面,完全支持ProCAST的功能和更简单的QuikCAST解决方案。

通过特殊的PAM-OPT包,可以优化工艺参数。

Visual-CAST预处理器的新Gravity Workflow界面可以轻松设置砂型铸造所需的所有参数。

新的注塑机数据库和许多其他工具简化了LPD建模。

ProCAST的基础是视觉环境的单一图形界面,集成有限元网格生成器,预处理器,数据库,后处理器和两个求解器:流体动力学(流动求解器)和热量(热求解器)。作为附加选项,提供了大量模块,扩展了程序的基本功能。

PROCAST 1.pngProCAST模块化结构

几乎所有ProCAST模块都使用有限元方法(FEM)来求解相应的微分方程。高级孔隙度模块是一种例外,它是一种气体和收缩微孔度计算模块,采用有限差分法(MKR),以及晶粒结构成核和生长计算模块(CAFE),它结合了FEM和细胞自动机。

为了准备网格模型,ProCAST使用2D和3D有限元网格Visual-Mesh的自动生成器它允许您以IGES,STEP,CATIA,ProE,UG和Parasolid格式导入CAD模型,以及NASTRAN,PATRAN,I-DEAS,ANSYS,ABAQUS等格式的2D和3D网格模型。作为Visual-Mesh的一部分存在用于自动创建多层网壳的算法,其允许形成陶瓷形状,隔热材料的模型无需在CAD系统中进行建模。执行标准操作的特殊环境使用逐步的工作方案,并指导用户完成构建网格的必要阶段,直到其生成完成。

ProCAST / Visual-Mesh(演员)。 铸造块的网格模型(PJSC“AZOVELECTROSTAL”)ProCAST / Visual-Mesh(自动划分网格工具)

ProCAST Flow求解器  是一个用金属液计算模具填充的模块。流动的计算由完整的Novier-Stokes方程描述,并且可以与温度和应力的分析一起进行。解算器中增加了一个用于分析湍流的特殊模型。ProCAST Flow求解器让您了解用金属液填充模具的性质,砂型的侵蚀,气穴,湍流,堵塞,溢出和冷接点。借助其他选项,可以模拟离心铸造,消失模铸造,制造砂芯和铸造触变材料。

ProCAST的。 用熔体填充模具(OJSC Tushinsky机械制造厂)ProCAST用金属液填充模具

ProCAST Thermal Solver - 模拟铸造过程中的热现象和铸件结晶的求解器,允许您计算铸件和模具中的温度场,同时考虑导热系数,对流和辐射(进入环境)。在焓的帮助下,考虑了与结晶期间和固态期间的相组成变化相关的热释放。ProCAST Thermal solver解决了以下任务:计算铸件和模具中的温度场,识别铸件中的热节点和模具过热的位置,计算收缩壳和大孔隙率。有效地模拟多循环铸造到永久模具中(该过程的所有阶段都被考虑:浇注,保持,铸造提取,冷却,吹送空气),这使得可以在一批零件的生产期间获得模具的合理温度场。

使用其他选项,可以通过辐射模拟复杂的热传递,具有再辐射和阴影,连续和半连续铸造的效果。

ProCAST的。 铸件中的热量单位ProCAST凝固过程模拟

ProCAST应力求解器  是一种应力求解器,可与热力学和流体动力学求解器配合使用。ProCAST应力求解器实现了以下铸造材料和模具的行为模型:线性弹性,弹塑性,粘塑性,粘弹性,刚性和自由。关节应力计算可以高精度地预测热和机械接触,残余应力,翘曲和变形,热裂纹和缺陷,铸造和模具中的应力,疲劳。

ProCAST的。 铸件翘曲ProCAST模拟的铸件翘曲

除了主要解算器和选项之外,ProCAST还包含大量附加模块:

CAFE模块  - 在凝固过程中模拟颗粒结构的模块。铸件的晶粒结构是冶金学家控制的重要参数。ProCAST将元胞自动机(CA)模型与热通量的有限元(FE)计算相结合。因此,ProCAST晶粒结构计算模块通常称为CAFE;

ProCAST / CAFE

  •                铸造样品的微观结构ProCAST / CAFE。 铸造样品的微观结构(OJSC NPO土星)

微结构模块  - 用于计算铸铁和钢的微观结构的模块。ProCAST实现了微观结构计算的确定性方法,允许您考虑钢和铸铁的相变。该模型的计算结果为:平均晶粒尺寸,枝晶间距离,相组成,机械性能(屈服强度,拉伸强度,伸长率和硬度)。微结构模块包括相场,伪前沿跟踪,蠕墨铸铁(CGI),耐腐蚀铸铁(Ni-Resist)和钢中的宏观偏析模型,可直接描述特定区域中晶粒形态和微观偏析的发展铸造;

反向模块  - 旨在阐明材料边界条件和属性的模块。可以使用反演方法在ProCAST中确定边界条件和材料属性。这些方法基于最小化计算温度和实验温度之间的差异,在某个时间某些地方测量;

高级孔隙度模块(APM)  - 计算铸件中宏观和微孔率的模块。与ProCAST Thermal求解器中包含的标准孔隙度模型不同,高级孔隙度模块允许计算枝晶间收缩率,同时考虑到熔体中存在的溶解气体。该模块使用基于Darcy方程和气体微观偏析的解的模型,该模型与大孔隙度模型和收缩壳的形成预测相结合;

ProCAST的多孔性ProCAST的。 多孔性

用户功能  - 一个模块,借助它可以灵活地控制边界条件。用户功能允许您根据时间,温度或空间位置设置边界条件(例如,传热系数)。这使得可以更精确地模拟各种特定的铸造技术,例如定向结晶(包括液态金属冷却器);

热裂解模块(仅用于连续铸造)  - 对连续和半连续铸造过程中形成热裂纹的可能性进行标准分析的模块。连铸过程中出现的热裂纹会对生产率产生负面影响,尤其是对这种缺陷敏感的合金。热裂解模块包含一个新的热裂纹形成标准,专门为连铸工艺开发;

CompuTherm材料热力学数据库(Fe,Ni,Al,Mg,Ti,Cu)  是一个独特的热力学数据库,允许用户输入合金的化学成分,自动获得精确计算铸造过程所需的性能的温度曲线。使用热力学数据库,您可以根据化学成分和冷却速率计算焓曲线,固相分数,密度,粘度,热导率。此外,使用热力学数据库,您可以计算材料的弹性性质(以温度曲线的形式):杨氏模量,泊松比,线性热膨胀系数。对于基于Al和Mg的合金,可以考虑冷却速率来计算屈服强度;ProCAST / Visual-Cast。 合金性能的热力学数据库ProCAST / Visual-Cast合金性能的热力学数据库

PAM-OPT  是用于优化铸造工艺的几何形状和参数的模块。有助于研究生产过程的稳定性,以改变各种参数。例如,模块可以执行最少数量的计算,以根据这些参数值的可能偏差来评估孔隙率的风险;

SALSA3D  是CTIF的独立模块,可用于计算和创建注塑成型过程的浇注系统。设计的系统可以转移到ProCAST进行建模和分析。


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