ProCAST學習操作教程

ProCAST軟件學習主要內(nèi)容proCAST簡介一proCAST

安裝及模擬流程二meshCAST

使用三preCAST

使用四viewCAST

使用五一、proCAST簡介proCAST是為評價和優(yōu)化鑄造產(chǎn)品和鑄造工藝而開發(fā)的專業(yè)CAE系統(tǒng)。在完成鑄造工藝編制之前就能夠對鑄件在形成過程中的流場、溫度場和應力場等進行模擬仿真分析并預測鑄件的質(zhì)量，優(yōu)化鑄造設備參數(shù)和工藝方案，達到縮短生產(chǎn)周期降低成產(chǎn)成本的目的。1、概述2、proCAST功能

proCAST采用有限元方法進行模擬計算，可以進行傳熱計算、充型流動過程計算、熱場耦合應力場計算、微觀組織模擬以及縮孔縮松預測模擬。ProCAST分析模塊附加模塊ProCAST標準模塊工具模塊高級模塊傳熱分析流動分析輻射分析晶粒結構應力分析微觀組織網(wǎng)格生成反向求解進行傳熱計算

液體動的效應

計算熱應力分布

精確處理單晶鑄造、熔模鑄造過程熱輻射的計算

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

由于采用了標準化的、通用的用戶界面，任何一種鑄造過程都可以用同一軟件ProCAST進行分析和優(yōu)化。它可以用來研究設計結果，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。實踐證明ProCAST可以準確地模擬型腔的澆注過程，精確地描述凝固過程?？梢跃_地計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)庫外，ProCAST還擁有基本合金系統(tǒng)的熱力學數(shù)據(jù)庫。這個獨特的數(shù)據(jù)庫使得用戶可以直接輸入化學成分，從而自動產(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)過程中可能出現(xiàn)的問題，為鑄造工程師提供新的途徑來研究鑄造過程，使他們有機會看到型腔內(nèi)所發(fā)生的一切，從而進行新的設計?？梢苑治隹s孔縮松、裂紋、裹氣、沖砂、冷隔、澆不足、應力、變形、模具壽命、工藝開發(fā)及可重復性。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發(fā)縮孔

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

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

由于液體充填受阻而產(chǎn)生的氣泡和氧化夾雜物會影響鑄件的機械性能。充型過程中的紊流可能導致氧化夾雜物的產(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算機上顯示和跟蹤出來。由于能夠直接監(jiān)視裹氣的運行軌跡，從而使設計澆注系統(tǒng)、合理安排氣孔和溢流孔變得輕而易舉。沖砂

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

在澆注成型過程中，一些不當?shù)墓に噮?shù)如型腔過冷、澆速過慢、金屬液溫度過低等都會導致一些缺陷的產(chǎn)生。通過傳熱和流動的耦合計算，設計者可以準確計算充型過程中的液體溫度的變化。在充型過程中，凝固了的金屬將會改變液體在充型中的流動形式。ProCAST可以預測這些鑄造充型過程中發(fā)生的問題，并且可以隨后快速地制定和驗證相應的改進方案。壓鑄模壽命

熱循環(huán)疲勞會降低壓鑄模的使用壽命。ProCAST能夠預測壓鑄模中的應力周期和最大抗壓應力，結合與之相應的溫度場便可準確預測模具的關鍵部位進而優(yōu)化設計以延長壓鑄模的使用壽命。工藝開發(fā)和優(yōu)化

在新產(chǎn)品市場定位之后，就應開始進行生產(chǎn)線的開發(fā)和優(yōu)化。ProCAST可以虛擬測試各種革新設計而取之最優(yōu)，因此大大減少工藝開發(fā)時間，同時把成本降到最低。

可重復性

即使一個工藝過程已經(jīng)平穩(wěn)運行幾個月，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，因而無法在實際操作中長時間連續(xù)監(jiān)控所有的參數(shù)。然而任何看起來微不足道的某個參數(shù)的變化都有可能影響到整個系統(tǒng)，這使得實際車間的工作左右為難。ProCAST可以讓鑄造工程師快速定量地檢查每個參數(shù)的影響，從而確定為了得到可重復的、連續(xù)平穩(wěn)生產(chǎn)的參數(shù)范圍。

在鑄造過程分析方面，ProCAST提供了能夠考慮氣體、過濾、高壓、旋轉等對鑄件充型的影響；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程并能對注塑、壓制臘模、壓制粉末等的充型過程進行模擬。在傳熱分析方面，ProCAST能夠對熱傳導、對流和輻射等三種傳熱方式進行求解，尤其是引入最新"灰體凈輻射法"模型，使ProCAST擅長于解決精鑄及單晶鑄造問題。在應力分析方面，通過采用彈塑性和粘塑性，及獨有的處理鑄件/鑄型熱和機械接觸界面的方法，使其具有分析鑄件應力、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求解結果可視化結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：對輸入的模型或網(wǎng)格文件進行剖分，最終產(chǎn)生四面體網(wǎng)格，生成xx.mesh文件，文件中包含節(jié)點數(shù)量、單元數(shù)量、材料數(shù)量等信息。3.PreCAST：分配材料、設定界面條件、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中對模型的定義是否有錯誤，輸出錯誤信息，如無錯誤，將所有模型的信息轉化為二進制，生成xx.unf文件。5.ProCAST：對鑄造過程模擬分析計算，生成xx.unf文件。6.ViewCAST：顯示鑄造過程模擬分析結果。幾何模型生成表面網(wǎng)格表面網(wǎng)格實體網(wǎng)格生成實體網(wǎng)格單元質(zhì)量檢查優(yōu)化存盤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：對輸入的模型或網(wǎng)格文件進行剖分，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)點數(shù)量、單元數(shù)量、材料數(shù)量等信息。打開文件輸入igesstlstepparasolidsideaspatran

anspatranideas面網(wǎng)格修復生成面網(wǎng)格幾何修復作必要的修復生成體網(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)實體網(wǎng)格： Meshcast(*.mesh) Procast(*d.dat) I-deas(*.ideas) Patran(*.patran)輸入精度關于幾何的知識點任何邊都至少被兩個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邊表示自由邊或只被一個面所有黃邊表示被3個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(*.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封閉的一組邊面描述AddEdgesRemoveEdgesSurfaceDescriptionConstructors細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)格畫好后可以先畫一下體網(wǎng)格。EditMesh－編輯表面網(wǎng)格發(fā)現(xiàn)問題網(wǎng)格部位確認單元號或節(jié)點號修改方法一修改方法二1234體網(wǎng)格TetMesh-Layers流體流動時的截面速度場NoLayerPartialLayerFullLayer生成體網(wǎng)格后自動進入這個界面，關閉窗口，會提示是否退出，單擊是，退出。New

對模型中的幾何體進行分組(例如：多塊冷鐵）或新建材料Optimize節(jié)點重排序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不能有任何負雅各比單元可以有幾個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(一個網(wǎng)格進入另一個） (meshingprogress<50%)模型有孔洞或有多余面 (meshingprogress>50%)表面網(wǎng)格太扭曲(錯誤提示: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. 對各個塊分別進行合并網(wǎng)格的裝配proE畫網(wǎng)格前處理過程四、preCAST使用進入路徑找到模型工作目錄單擊PreCASTPreCAST：分配材料、設定界面條件、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.自動彈出模型的相關信息窗口材料定義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系4.選擇材料間的熱轉換系數(shù)，并單擊Assign5.全部定義完后，單擊Apply接觸條件定義1.