ProCAST铸造工艺模拟仿真教学课件 (1).pptx
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1、ProCAST铸造工艺,模拟仿真 最好的沉淀,目录,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY,1. ProCAST软件简介 2. Meshing-网格划分 3. PreCAST-参数设置 4. ProCAST-运行计算 5. Visual Viewer-结果分析 6. 结语,1 .ProCAST软件简介,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY, 1.1 ProCAST 简介, ProCAST软件是由美国USE公司(后被法 国ESI集团收购)开发的铸造过程的模拟软 件,采用基于有限元(FEM)的数值计算 和综合求解的方法,对铸件充型、凝固和冷 却过程中的
2、流场、温度场、应力场、电磁场 进行模拟分析。,1 .ProCAST软件简介,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY, 1.2 ProCAST适用范围 ProCAST适用于砂型铸造、消失模铸造、 压铸、低压铸造、倾斜浇铸、熔模铸造、离 心铸造、连续铸造、金属型铸造等。 能对一些特殊铸造工艺措施如过滤网、保温 冒口套等进行计算。 可以用来研究设计结果,例如浇注系统、通 气孔和溢流孔的位置、冒口的位置和大小等 o实践证明,ProCAST可以准确地模拟型腔 的浇注过程,精确地描述凝固过程。,1 .ProCAST软件简介,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
3、, 1.3 ProCAST分析能力 ProCAST几乎可以模拟分析任何铸造生产过 程中可能出现的问题,为铸造工程师提供新 的途径来研究铸造过程,使他们有机会看到 型腔内所发生的一切,从而产生新的设计方 案。 ProCAST可进行如下预测分析:缩孔、裂纹 ;裹气、冲砂;冷隔、浇不足;应力、变形 ;模具寿命;工艺开发及可行性。,1 .ProCAST软件简介,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY, 1.4 ProCAST模块介绍 标准模块:传热分析模块、流动分析模块 附加模块:应力分析模块、辐射分析模块、 高级模块:晶粒结构模块、微观组织模块、 工具模块:网格划分模块、反向求
4、解模块、 几何数据修复模块 口对于普通用户,可以采用ProCAST的传热模 块、流动模块、应力模块和网格划分模块等 ;对于铸造模拟有更高要求的用户则需要有 更多功能的其他模块。,1 .ProCAST软件简介,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY, 1.5 ProCAST软件界面 本课所述内容均以ProCAST2013版为基准, 配套安装Visual Environment 8.6 软件。 Visual Environment 8.6 (后文简称VE)为 ESI公司的仿真操作平台,ProCAST的所有 功能均已集成于VE中,因此ProCAST的操作 既可在VE中进行,也可
5、在传统的MeshCAST 、PreCAST等模块中操作。两者操作流程基 本相同,只是界面风格差别较大,两者之间 可以交叉使用。,1 .ProCAST软件简介,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY, 1.5 ProCAST软件界面I运行计算,ProCAST 2013.0,网格划分,Run List,Coi,rile Manager,st allat ion Settings I,Visual-Cas!,Datav*,ProCAST,状态,Status,Visut-Viewer,闩:件转换,后处理,ylk-guan. ini yIk-guan, pr yIk-guan, r
6、nm yIk-guan, sei ylk-guanNiyama. usf ylk-guan_procast. bat ylk-guan_ sujwnarv. txt y Ik-guana, unf ylk-guanc. unf ylk-guancp. unf ylk-guancpv. unf ylk-guand. dat ylk-guand. out,前处理,文件管理,固 DllBlfelKl,Copy Files From,Zi,:D:/procast simulation/ylk/new-chicun/jiaozhu/yure/400-30min-3000s/tem-str,Ik-guan
7、,1 .ProCAST软件简介,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY, 1.5 ProCAST软件界面 网格划分(Meshing):导入三维模型,生成面网格和体 网格。 前处理(PreCAST):设置铸造模拟所需的材料参数、界 面条件、边界条件、初始条件、运行参数等。 文件转换(DataCAST):将储存网格信息和参数条件的 文件转换成二进制文件,供电脑运算。 运行计算(ProCAST):执行运算。 后处理(Visual Viewer):查看分析计算结果。 计算状态(Status):计算过程中,查看计算状态。 = 文件管理:可对文件进行复制、粘贴操作,注意只有计算 文件
8、显示在文件管理窗口时才能进行计算。 口T理器设置:并行计算、高级缩松预测等功育旨可在此设置 O,1 .ProCAST软件简介 降喧柬既必, 1.5 ProCAST软件界面,Copy Files From,Quit,Casting ProCAST,Directory :D:/procast simulation/ylk/new-chicun/jiaozhvi/yure/400-3Omin-3000s/1em-str,Case : |ylk-guan,1 .ProCAST软件简介,急略筲暖/玄大,孳,HARBIN INSTITUTE OI TECHNOIOCT 一, 1.5 ProCAST软件界面
9、 Visual Environment主界面,Visual-Mesh 8.6 - Home Page,Applications Rle dit View geometry 2D Mesh 3。Mesh Workflow Tools Macro Window Help,Z Process Executive,:麻 Mesh,Sfa Cast :史 Viewer :慕 Manager,1 E:.2OOylk-gan-O.25.mesh 2 D:.-new-chicunylk-guan.vdb 3 D:V-nev*-chicunylk-guan.me$h 4 D:.new-chicunylk-gua
10、njc t,进入VE后,点 application 也可 在 Mesh Cast、Viewer 等前后处理之间切 换。, Last session was dosed at 1108PW. 08 May 2016 Restore Session,File name Q EA ylftyk-moni-shiyan200-400-60(K200yk-san-0 25 mesh 国。WocASt imulBtionyiAncw-Ghicunyt-svan vdb Qoprocast snuWonyAnew-chicunyfc-guan mesh,Created Date, ,Console outp
11、ut written in C:U”rsangPeng Current session is written m C:UserWangF View environment is CAST Visual-Environaent 8. 6 (PKG130125) based on,python 2.5.1 (r2Si 54863, Jun 29 2011, |BSC v 1400 64 bit (AMD64) on wjn32 |Typ copyricht*, crditx or for or information,Building )qlorer folder* completed,18 03
12、:39) lictns*,1 .ProCAST软件简介,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY, 1.6 ProCAST操作流程,三维造型,Meshing网格Pre CAST模拟 输出CAD数据 划分 参数设置,文件转换及 求解,结果分析及 缺陷预测,2.Meshing-网格划分,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY, 2.1 Meshing模块介绍 ProCAST2013提供两种网格划分方法,一种 是在传统的Mesh-CAST中进行面网格和体网 格的划分,另一种则是在Visual Mesh中进行,传统的Mesh-CAST网格划分流程,网上有很 多
13、资料介绍,VE的网格划分则相对较少。 而与传统网格划分模块Mesh-CAST相比,在 VE中操作更为方便,因此本文仅以VE为例 进行说明。,2.Meshing-网格划分,i HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY, 2.2 Visual-mesh操作界面,2.Meshing-网格划分, 2.2 Visual-mesh操作界面 常用功能 : 画0分。:模型的四种显示模式。 :回荷的呼暧挽:网格划分 检查工具,后文会详细说明。 % G),屈或几何修补工具。 浏览窗口可以显示或隐藏部分,部件或网格,蓝色为显示,空白为隐藏。,信息窗口可以提示操作信息。,口主窗口中,鼠标左键可选择
14、,按住中间可旋转,按住右键可平移模型。,2.Meshing-网格划分, 2.3 Visual mesh操作简介,网格划分流程,输入实体模-输入面网格 输入体网格 型文件文件文件 耋二 二至 生成面网格生成体网格分析优化,除了实体文件,ProCAST也可接受某些其他 软件划分的面网格、体网格文件,并转换成 ProCAST的网格文件,所以有时也可用其他 捉 格划分工具进行网格划分_,2.Meshing-网格划分,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY , 2.3 Visual mesh操作简介,1.导入模型文件。一 ProCAST可以接受 Parasolids step、ig
15、es、 stl等多种格式文件。 VE能够建立简单的几何 模型,但对于复杂的模 型还是利用ProE、UG 、CATIA等三维造型软 件建模比较方便。,2.Meshing-网格划分,佥略相/玄表孝 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY ,2.Meshing-网格划分,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY , 2.3 Visual mesh操作简介,i Visual-Mesh 8.6 ylk.x_t,Applications File Edit View Geometry 2D Mesh 3D Mesh Workflow To,Eq 必府务 Visib
16、ility,Standard,w ta。9,Macro,冬今q曲 回画色孥晦辞副J,Geometry Utilitie:,Assembly LJ ,3,Cast,Basi,Detection,Navigation And Correction,Display,y Advanced Options,3.检查装配重合面(Assembly)。 检查(Check)后信息窗口会显示重 合面个数,主窗口显示重合面位置 (右图)。一般重合面可由Assemble all自动合并,复杂模型可能需要删 除问题表面,手动修复。由于建模 时铸型铸件都是装配形式,重合面 必定存在,一定要检查修复。,Close,2.Me
17、shing-网格划分,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY , 2.3 Visual mesh操作简介,i Visual-Mesh 8.6 ylk.x_t,Applications File Edit View Geometry 2D Mesh 3D Mesh Workflow Tools Macro Window Help,Intersection I 国 I,Seek | | Undo All Intersect All j,Navigation And Correction,Display 厂 All Problems Current Intxn. Zone,Ad
18、vanced Options,4.检查交叉点(Intersection). 检查(Check)组合体间有无交叉 重合,通过信息窗口显示检查结果 ,并由Intersect all来自动修复,或 者手动修改。,Close,2.Meshing-网格划分,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY , 2.3 Visual mesh操作简介,由于模型装配以及文件转换,导入VE的模型一 般都需要检查修复,对于简单的问题往往可以 通过软件自动修复解决,对于自动修复无法解 决的可以手动修复,但手动修复比较复杂,且 不易成功,此时可以通过检查的问题所在,查 看在造型软件中建立的原始模型,一般
19、这些问 题都是建模中一些细节问题所导致的,比如装 配面未对齐,出现细小平面等,所以几何模型 难以手动修复时,可以考虑修改原始模型中的 问题。,2.Meshing-网格划分,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY, 2.3 Visual mesh操作简介 口为了减少几何体中出现的数据转换错误,减 少修复工作量,提高计算效率,建议如下: 1.使用实体模型,尽可能的简化模型,去 除不必要微结构,如部分倒圆角等。 2.清除模型中的错误信息特征。加余量, 堵孔时准确,特征中无空隙等。,2.Meshing-网格划分,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY , 2
20、.3 Visual mesh操作简介,Visua Surface Mesh,Appli,Options Mesh ,3.PreCAST-参数设置,1 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY |, 3.3 PreCAST操作简介 7 .初始条件设置 材料的初始温度定义为常数,Initial Conditions,(constant),或者从之前的计,Extract,Materials Temperature C,2ZL205A7,算中提取(Extract)。有多个材料,域时,可以只部分提取,其他的仍,设为常数。 如为常数(constant),选中所需 =某个材料域(a),在
21、初始条件菜 .单栏底部空白区(b)输入初始温 度即可。,3.PreCAST-参数设置,吟略筲废7玄大孝I,1 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY |, 3.3 PreCAST操作简介, 7.初始条件设置 如为提取(Extract)某个温度场作为,初始条件(如第10个循环结束的温度, =作为充型计算初始温度),用户应当- 在同样的的网格进行一个初始计算, I然后针对某个问题,提取其中某一步;,作为计算起始步。 在模拟落砂或移除浇冒口前后应力变 化以及多次非连续浇注过程常用,Initial Conditions Constant I,Extract,Extract Del
22、ete,Mapping Quit Materials,extract: 叵 Prefix Browse *g.unf Step#,n Thermal 厂 Fvol 厂 Stress Fields 厂 Porosity Domains Displacements,Display,Extract。,Cancel,3.PreCAST-参数设置,I,Extract,Delete,Mapping,Display,Quit,J, 3.3 PreCAST操作简介,| Initial Conditions Constant I,a,extract:,a, 7.初始条件设置,Extract,提取(Extract
23、)时,先选择需提取的,材料域(a),再打开提取对话框(b),查找(c)初始计算的文件并打开(d),输入需要提取的某时刻所,对应的时间步(e),选择,OPEN:, 3-shaxiang str-,Prefix C I Browsei,Step# , I e,g.unf,Cancel,Thermal,Stress Fields,r Porosity,Domains Displacement,要提取的数据类型(温度,敏 快,L蜷近访问的位置,名称,g,修改日期,或应力或全部)(f),万库,“计算机,ylk-50mmg.unf,723 12:40 UNF 文 1,最后应用(g) O,(G),j 环(D
24、:) jE(E:) b Autodesk 360,文44(N): ylk-50mmg.unf,ProCAST (*g.unf),3,d,打开(O),取;肖,3.PreCAST-参数设置,HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY |,tun Parameters:, 3.3 PreCAST操作简介, 8.运行参数设置,运行常数以选项卡的形式组织。优先设置选 项卡(preferences)为ProCAST提供了不同模 块(铸造工艺),有重力铸造、高压、低压铸 造、倾斜浇注、离心铸造、熔模铸造等。 对于每个模块,运行参数又分为标准 (standard)(常用参数)和高级(adva
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