鑄造仿真軟件項目建議書

鍛造仿真軟件項目建議書1 背景 22 鍛造模擬仿真對我院的作用 32.1 鍛造仿真對7室的作用 32.2 鍛造仿真對鑄鋼廠的作用 33 鍛造仿真軟件的調(diào)研與考核 44 軟件開發(fā)商法國ESI集團(tuán)介紹 55 Procast軟件特點 66 Procast軟件成效預(yù)評 176.1 三維模型建立 186.2 網(wǎng)格劃分 196.3 工藝條件與運算參數(shù) 196.4 數(shù)值運算 216.5 成果顯示 216.6 分析及建議 247 Procast軟件在我院使用構(gòu)想 257.1 鍛造模擬解決方案使用部門 257.2 鍛造模擬解決方案硬件需求 268 Procast軟件模塊配備建議 27

背景長久以來，有關(guān)鍛造工藝的改善要緊依靠體會和實驗，始終缺少一套專業(yè)的、有效的辦法和手段。模擬是操縱設(shè)計、制造過程并推測產(chǎn)品早期服役可能顯現(xiàn)問題的最佳解決辦法?，F(xiàn)在，有限元理論已十分成熟，對應(yīng)的模擬商業(yè)軟件也逐步趨于成熟，并在各行各業(yè)逐步發(fā)揮其龐大的作用。當(dāng)代制造工藝越來越復(fù)雜，性能、精度規(guī)定也越來越高，依靠實驗的設(shè)計手段設(shè)計費用越來越高，周期越來越長，也越來越不容易確?？煽啃浴６鴱哪承┌l(fā)達(dá)國家的體會來看，仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠大大減少實驗的比重，減少了設(shè)計的盲目性，節(jié)省巨額的設(shè)計費用，設(shè)計周期也大大縮短。從我院專業(yè)進(jìn)展的角度看，急需在數(shù)值仿真這首先提高一種層次，實現(xiàn)我院研發(fā)能力的跨過式進(jìn)展。鍛造仿真軟件的開發(fā)是一項技術(shù)含量專門高、專業(yè)性專門強的工作，作為一種設(shè)計單位，自行開發(fā)不切實際。國內(nèi)某些專業(yè)單位開發(fā)的同類產(chǎn)品在有用性、規(guī)范性和易用性等方面都有局限性。ESI集團(tuán)的ProCAST是業(yè)界領(lǐng)先的鍛造過程模擬軟件，基于強大有限元求解器和高級選項，提供高效和精確的求解來滿足鍛造業(yè)的需求。與傳統(tǒng)的嘗試－出錯－修改辦法相比，ProCAST是減少制造成本，縮短開發(fā)時刻，以及改善鍛造過程質(zhì)量的重要的、完美的解決方案。鍛造模擬仿真對我院的作用引進(jìn)ProCAST軟件，從短期來看會提高設(shè)計和工藝制造水平，在現(xiàn)在在研項目中趕忙產(chǎn)生效益；而從久遠(yuǎn)來看，制造工藝運算和仿真手段的大量應(yīng)用必將完全變化我院原有的制造工藝方式，最后提高我院鍛造工藝的整體水平。鍛造仿真對xx室的作用xx室現(xiàn)在有專門多鈦合金鑄件的鍛造過程需要模擬來解決，其要緊緣故是：一、采納傳統(tǒng)的試錯法，費用昂貴、周期太長；二新產(chǎn)品大多沒有體會能夠借鑒，院以工藝探索時刻比較長，專門是某些鈦合金材料。鍛造仿真對鑄鋼廠的作用鑄鋼廠現(xiàn)在某些件的鍛造出品率不是專門高，引進(jìn)鍛造模擬仿真軟件將大大節(jié)省提高鑄鋼廠的鍛造工藝出品率和工藝水平，大大縮短生產(chǎn)周期，有效的提高勞動生產(chǎn)率。另外鍛造模擬仿真有關(guān)我院技術(shù)的傳承也專門有關(guān)心，通過仿真我們能夠?qū)㈠懺旒夹g(shù)和體會進(jìn)行科學(xué)的直觀的描述和統(tǒng)計，使得過去的某些抽象的體會變?yōu)楹啒忝髁说募埫嫖臋n進(jìn)行記載和儲存，有助于鍛造技術(shù)的持續(xù)和資源共享。鍛造仿真軟件的調(diào)研與考核通過上述分析，鍛造仿真軟件的引入是十分必要的，它對我院的虛擬制造技術(shù)和鍛造技術(shù)的進(jìn)展將起到極大的推動作用。因此我們對市面上的鍛造仿真軟件進(jìn)行了調(diào)研和考核。由于我們院情形專門，新材料較多，院以精鑄和自動根據(jù)化學(xué)成分運算合金熱物理性能的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫對我們顯得尤為重要，而procast相對這兩方面最佳，并且升級及功效又最全，以及同類公司（國內(nèi)如621、410、430、百慕等；國外如Alcoa,Alcan,Umicore,MKM,Selee(filters),Kawasakisteel,Mitsubishi,Pechiney,Hydro,Elkem,VAW等）的鍛造CAE系統(tǒng)的選用情形，最后選定專業(yè)鍛造軟件Procast作為我院鍛造仿確實工具。軟件開發(fā)商法國ESI集團(tuán)介紹ESI集團(tuán)是在法國巴黎上市的世界最大最聞名的CAE軟件公司之一。作為虛擬測試方案的先鋒，ESI集團(tuán)是全球首屈一指的材料物理學(xué)數(shù)值模擬原型和制造流程供應(yīng)商。ESI集團(tuán)成功的核心在于使用真實材料物理特性，能夠進(jìn)行更真實的模擬，來替代耗時的物理樣機嘗試和糾錯過程。ESI集團(tuán)開發(fā)了一系列完整的面對工業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品，真實模擬產(chǎn)品在測試中的性能，精細(xì)和諧制造過程與預(yù)期的產(chǎn)品性能間的關(guān)系，并評定環(huán)境對產(chǎn)品使用的妨礙。ESI集團(tuán)要緊產(chǎn)品分為虛擬樣機、虛擬制造和虛擬環(huán)境三大類。ESI集團(tuán)的產(chǎn)品組合，差不多被工業(yè)界廣泛驗證并與多向價值鏈相結(jié)合，代表著專門的協(xié)同、虛擬工程方案，稱為虛擬實驗空間（VTOS），能夠持續(xù)對虛擬樣機進(jìn)行改善。ESI集團(tuán)在軍工界有大量客戶，并承當(dāng)了法國及歐洲眾多航空航天及防務(wù)方面的咨詢項目。財政年度的收入約為6300萬歐元，在全球擁有逾近600名高層次專家。公司及其全球代理網(wǎng)絡(luò)為30多個國家的客戶提供銷售和技術(shù)增援。Procast軟件特點背景ProCAST自1985年開始始終由位于美國馬里蘭州首府Annapolis的UESSoftware進(jìn)行開發(fā)，并得到了美國政府和諸多研究機構(gòu)的大力資助。1990年后，位于瑞士洛桑的CalcomSA和瑞士聯(lián)邦科技研究院也加入了ProCAST部分模塊的開發(fā)工作，基于其強大的材料物理背景，Calcom在ProCAST的晶粒運算模塊和反向模塊開發(fā)上奉獻(xiàn)良多。，ProCAST和CalcomSA先后加入ESI集團(tuán)。ESI也重新整合了其原有的熱物理模擬隊伍如PAM-CAST和SYSWELD，如此ProCAST（有限元鍛造仿真）整合了Calcosoft（持續(xù)鍛造仿真），與PAM-CAST（有限差分元鍛造仿真）、SYSWELD（熱解決與焊接模擬）一起構(gòu)成ESI完整的材料熱解決成型綜合解決方案。功效ProCAST是為評判和優(yōu)化鍛造產(chǎn)品與鍛造工藝而開發(fā)的專業(yè)CAE系統(tǒng)，借助于ProCAST系統(tǒng)，鍛造工程師在完畢鍛造工藝編制之前，就能夠?qū)﹁T件在形成過程中的流場、溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行仿真分析并推測鑄件的質(zhì)量、優(yōu)化鍛造設(shè)備參數(shù)和工藝方案。ProCAST能夠模擬金屬鍛造過程中的流淌過程，精確顯示充填局限性、冷隔、裹氣和熱節(jié)的位置以及殘存應(yīng)力與變形，精確地推測縮孔、縮松和鍛造過程中微觀組織的變化。作為ESI集團(tuán)熱物理綜合解決方案的旗艦產(chǎn)品，ProCAST是院有鍛造模擬軟件中當(dāng)代CAD/CAE集成化程度最高的。是現(xiàn)在唯獨能對鍛造凝固過程進(jìn)行熱－流淌－應(yīng)力完全耦合的鍛造模擬軟件。合用范疇模塊化設(shè)計適合任何鍛造過程的模擬。高、低壓鍛造（highandlowpressurediecasting）砂模鍛造，金屬型鍛造和斜澆注（sandcasting,gravitydiecastingandtiltpouring）熔模鍛造，殼模鍛造（investmentcasting,shellcasting）消逝模鍛造和離心鍛造（lostfoamandcentrifugalcasting）等等材料數(shù)據(jù)庫ProCAST能夠用來模擬任何合金，從鋼和鐵到鋁基、鈷基、銅基、鎂基、鎳基、鈦基和鋅基合金，以及非傳統(tǒng)合金和聚合體。ESI旗下的熱物理仿真研究開發(fā)隊伍聚攏了全球頂尖的五十多位冶金、鍛造、物理、數(shù)學(xué)、運算力學(xué)、流體力學(xué)和運算機等多學(xué)科的專家，專業(yè)從事ProCAST和有關(guān)熱物理模擬產(chǎn)品的開發(fā)。得益于長久的聯(lián)合研究和工業(yè)驗證，使得通過工業(yè)驗證的材料數(shù)據(jù)庫不停地擴充和更新，同時，顧客本身也能夠自行更新和擴展材料數(shù)據(jù)。除了差不多的材料數(shù)據(jù)庫外，ProCAST還擁有鋁基、鐵基、鈦基、鎳基和銅基合金系統(tǒng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫。那個專門的數(shù)據(jù)庫使得顧客能夠直截了當(dāng)輸入化學(xué)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(xué)參數(shù)。銅部件的低壓模鍛造船用發(fā)動機本體的沙模鍛造ProCAST提供了能夠推測評定整個鍛造過程的完整軟件解決方案，涉及模型填注，凝固，微觀構(gòu)造和熱力的模擬。能夠快速可視化鑄型設(shè)計的妨礙，使得制造過程的早期能夠做出對的的決策。特點和規(guī)格ProCAST是完整的模塊軟件解決方案提供眾多的模塊和工程工具來滿足鍛造業(yè)最復(fù)雜的規(guī)定。在過程的每個時期選擇每個特定模塊：模填充的流體求解器涉及半固體材料，消逝模和離心鍛造用于凝固和收縮推測的熱求解器涉及輻射選項應(yīng)力求解器涉及熱應(yīng)力和變形并且，還能夠選擇某些專門和高級金屬選項來推測：氣體和微孔鐵合金的微觀構(gòu)造顆粒構(gòu)造形式ProCAST共有九個模塊，下面分別敘述對應(yīng)的功效。模塊功效示意圖網(wǎng)格劃分與工具M(jìn)eshCAST，ProCAST的CAD界面和網(wǎng)格生成器，將設(shè)計和工程時期高效聯(lián)系在一起。能夠快速預(yù)備創(chuàng)新的設(shè)計方案，同時確?？焖俸涂煽康倪\算。要緊特點自動生成三維網(wǎng)格CAD/CAE幾何通過STEP,IGES,或Parasolid格式導(dǎo)入直截了當(dāng)有限元網(wǎng)格導(dǎo)入專門快速的網(wǎng)格生成良好的網(wǎng)格質(zhì)量和質(zhì)量檢查解決復(fù)雜幾何模型和多個材料對邊和表面可變的網(wǎng)格密度確保流體流淌分析的網(wǎng)格熔模鍛造的自動shell生成網(wǎng)格布爾運算和網(wǎng)格裝配模壓鍛造鋁合金與模具的傳熱系數(shù)通過反向模擬擬定發(fā)動機體的有限元網(wǎng)格模壓鍛造鋁合金與模具的傳熱系數(shù)通過反向模擬擬定發(fā)動機體的有限元網(wǎng)格使用網(wǎng)格布爾運算連接不同的組件使用網(wǎng)格裝配功效合并部件網(wǎng)格

同時自動生成新的特點線反向模擬ProCAST的反向模擬能夠通過減小給定位置和時刻上運算與測量溫度的差別擬定材料屬性或邊界條件要緊特點擬定時刻和溫度有關(guān)的界面系數(shù)擬定時刻和溫度有關(guān)的邊界條件擬定時刻和溫度有關(guān)的材料屬性流體求解器ProCAST提供了一種專門突出的流體流淌功效來模擬填模，求解全三維N-S方程并耦合能量方程。自由表面正面跟蹤辦法運用體積流體辦法（VOF）。能夠在整個凝固過程模擬自然對流和收縮造成的流淌。要緊特點求解器全三維N-S流體流淌方程斜澆注的旋轉(zhuǎn)軸用于模擬夾氣和通風(fēng)的氣體建模半固體材料的非牛頓流體流淌模型過濾器模型湍流模擬可壓流體模型消逝模模型粒子跟蹤斜澆注應(yīng)用熔模鍛造熱求解器熱求解器通過考慮傳導(dǎo)、對流和輻射能夠運算傳熱。通過焓的形式來描述凝固和固相轉(zhuǎn)變中的潛熱。要緊特點瞬態(tài)，非線性三維熱傳導(dǎo)熱對流和輻射運用焓的形式考慮相變孔隙推測拉模鍛造和金屬型鍛造砂模鍛造的虛擬澆注大型鋼部件管件收縮推測大型鋼部件鍛造的熱應(yīng)力應(yīng)力求解器ProCAST的先進(jìn)應(yīng)力求解器能夠進(jìn)行彈性－塑性或彈性－粘塑材料特性全耦合熱、流體和應(yīng)力模擬。更簡樸的材料模型諸如彈性，vacant或剛體也能考慮。要緊特點非線性應(yīng)力分析自動接觸分派和評定（熱和力）氣隙無限的模型規(guī)模溫度有關(guān)的機械性能輻射輻射模塊擴展了熱求解器輻射的功效涉及角系數(shù)的妨礙。那個模塊對熔模鍛造過程是必需的，從shell的一種區(qū)域到另一種區(qū)域的自輻射妨礙是專門明顯的。要緊特點涉及自輻射妨礙的精確熱分析成果對單晶鍛造自動輻射角系數(shù)更新涉及殼型預(yù)熱的整個過程模擬快速角系數(shù)運算算法在MeshCAST中生成殼有殼層選項氣體與微透氣性能大多數(shù)模擬方案限定孔隙的推測為基于夾雜液體金屬演變的宏觀孔隙。這種簡化辦法沒有考慮氣體和局部收縮起點的顯微孔隙度。ProCAST提供了基于顯微孔隙度模擬的辦法解決這種物理問題。要緊特點顯微孔隙度推測與宏觀孔隙和管縮耦合馬許區(qū)(MushyZone)的壓降氣體分離氣體溶解度作為溫度和金屬單元的函數(shù)成核和氣孔的生長鋁高壓鍛造部件第三級活塞壓力對氫氣孔的妨礙。受限活塞壓縮（上）和高活塞壓縮（下）顯示了氣孔的減少鋁高壓鍛造部件第三級活塞壓力對氫氣孔的妨礙。受限活塞壓縮（上）和高活塞壓縮（下）顯示了氣孔的減少顯微構(gòu)造ProCAST顯微模擬模塊進(jìn)行鍛造過程中任意位置熱歷程連同成核和顯微構(gòu)造生長耦合模擬。要緊特點可用的擬定性模型：等軸枝晶(DAS)（equiaxeddendritic(DAS)）耦合共晶（coupledeutectic）球墨鑄鐵共晶(SGI)（ductileironeutectic(SGI)）灰口/白口鐵共晶（gray/whiteironeutectic）鋁鍛造溫度分布及鋼模具中的應(yīng)力分布球墨鑄鐵共析（ductileironeutectoid）鋁鍛造溫度分布及鋼模具中的應(yīng)力分布灰口鐵共析（grayironeutectoid）包晶轉(zhuǎn)變（peritectictransformation）Scheil模型（scheilmodel）鐵/碳固態(tài)轉(zhuǎn)變（iron/carbonsolidstatetransformation）顆粒構(gòu)造模擬顆粒構(gòu)造模塊基于隨機辦法（細(xì)胞自動機（cellularautomation））和有限元（CAFé模型）的耦合，能夠推測顆粒構(gòu)造的凝固。要緊特點推測柱狀和等軸枝晶顆粒構(gòu)造柱狀到等軸的轉(zhuǎn)變柱狀結(jié)晶區(qū)顆粒選擇對單晶部件推測雜散晶體晶體構(gòu)造的演變立體信息顆粒構(gòu)造直截了當(dāng)可視化燃?xì)鉁u輪葉片定向結(jié)晶的顆粒構(gòu)造和燃?xì)鉁u輪葉片定向結(jié)晶的顆粒構(gòu)造和顆粒christallographicorientation成果顯示在完美的操縱條件下，通過鍛造獲得單晶。球墨鑄鐵部件砂型鍛造的珠光體分布PreCAST前解決器能夠通過ProCAST圖形顧客界面來定義多個邊界條件。這些豐富的功效能夠精確模擬院有鍛造情形。院選需要施加邊界條件的幾何區(qū)域能夠通過點擊和自動選擇延伸執(zhí)行。顧客定義的數(shù)據(jù)能夠是不變的，也能夠隨時刻或溫度變化。模型邊界條件定義到開始運算工作流程是簡化和直截了當(dāng)?shù)牟牧蠑?shù)據(jù)庫的版面和屬性圖示

模型邊界條件定義到開始運算工作流程是簡化和直截了當(dāng)?shù)牟牧蠑?shù)據(jù)庫的版面和屬性圖示VisualCAST專用后解決器VisualCAST后解決器是相稱強大而多樣的。全新的圖形顧客界面，多窗口、頁面操作方式，支持腳本化操作。VisualCAST后解決器提供了下列演變的即時過程信息：金屬前端進(jìn)展（Metalfrontprogression）內(nèi)部氣泡（Airentrapments）溫度場壓力云圖凝固數(shù)據(jù)（Solidificationdata）速度矢量應(yīng)力和變形微構(gòu)造值粒子軌跡顯示VisualCAST提供專門多功效來報告及顯示過程成果，涉及：云圖矢量圖截面及切平面X-Y曲線圖動畫，圖形及影片輸出能夠輕松直截了當(dāng)交換信息和通信，成果還能夠用變化的原則格式輸出到其它CAE解決方案中。

高壓壓力鍛造應(yīng)用的溫度云圖熱循環(huán)模擬中的溫度變化低壓鍛造高壓鍛造粒子軌跡示蹤金屬前端進(jìn)展凝固模擬部件變形金屬圍繞一種核的前端進(jìn)展發(fā)動機缸體變形高壓鍛造中金屬和空氣的可視化成果鋁合金輪轂氣隙推測硬件平臺

ProCAST差不多過下列硬件平臺的測試和驗證平臺解決器操作系統(tǒng)圖形選項PCIntel32bitsWindowsNTWindowsWindowXP3DcardOpenGLHPPA-RISC2.0HP-UX11.113DcardX11OpenGLSGIMIPS4IRIX646.53DcardX11OpenGLSUNUltraSparcII&IIISunOS5.73DcardX11OpenGLIBMPower3&4AIX4.3.3

AIX5.13DcardX11OpenGLCOMPAQAlphaEV6OSF1-5.13DcardX11OpenGLLinux*Intel/AMD32bitsRedhat7.33DcardXfree864.2OpenGLProcast軟件成效預(yù)評考題是鈦合金鑄件，xx室在生產(chǎn)過程中需要理解該鑄件在現(xiàn)有工藝下可能顯現(xiàn)缺點的位置及缺點形成緣故。根據(jù)工藝室提供的鑄件圖紙及工藝條件，采納ESI的ProCAST仿真分析軟件對該鑄件鍛造過程進(jìn)行了模擬及分析。模擬過程共分為下列幾個環(huán)節(jié)：三維模型建立；網(wǎng)格劃分；工藝條件與運算參數(shù)；數(shù)值運算；成果顯示；分析及建議。三維模型建立三維圖形見圖2院示，造型采納功效強大的UGNX3.0。圖2.鑄件三維實體該零件澆注系統(tǒng)設(shè)計中，一次澆鑄8個鑄件，采納對稱排列，帶工藝的鑄件形式如圖3。由于整個模型是對稱構(gòu)造，且多個工藝條件也對稱設(shè)立，因此數(shù)值模擬時能夠僅運算1/4構(gòu)造。圖3.閥體工藝三維模型完整的運算模型見圖4。網(wǎng)格劃分將三維實體輸出，并進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分，劃分成果見圖5?？偣?jié)點數(shù)為387,481，其中鑄件節(jié)點151,073，總單元數(shù)1,866,792。圖4.完整三維運算模型圖5.網(wǎng)格劃分成果工藝條件與運算參數(shù)整個澆注、凝固過程在真空環(huán)境下完畢，真空度不大于0.5Pa。預(yù)計澆注時刻2.5s，澆注溫度約17201．邊界條件涉及澆口溫度、流量、鑄型外表面、鑄件鑄型間界面以及1/4模型的對稱面。澆口溫度1720C，速度1/4模型的兩個對稱面鑄型別處壁面溫度20鑄件/鑄型界面換熱系數(shù)1000W/m2K圖6.邊界條件設(shè)定3．初始條件實際工藝中，鑄型可能進(jìn)行了加熱解決，初始條件設(shè)為鑄件材料1720C，鑄型材料數(shù)值運算鍛造過程模擬是一種瞬態(tài)問題，隨著時刻的推動運算流淌形狀及凝固次序。使用配備為P43.4G/MEM2G的機器進(jìn)行了模擬運算。運算中可進(jìn)行實時監(jiān)控，理解充型及凝固進(jìn)度，并可圖形化顯示已運算成果。成果顯示1．充型過程溫度場閥體鑄件充型過程是一種隨時刻變化的瞬態(tài)過程，充型共2.5s完畢。運算院得成果見圖7院示。為清晰起見，我們?nèi)☆伾珮?biāo)尺為1500℃～1720℃t=0.40st=0.64st=0.90st=1.10st=1.32st=1.61st=1.79st=1.93s圖7.充型過程2．凝固過程溫度場閥體鑄件凝固過程的運算成果見圖8。t=1.9st=5.1st=11.06st=27.18st=41.18st=59.18st=79.18st=109.18s圖8.凝固降溫過程3．固相率分?jǐn)?shù)為了更加清晰地觀看閥體鑄件的凝固過程，我們同樣取上述時刻下，固相分?jǐn)?shù)不大于0.5的部分顯示如圖9。t=1.9st=5.1st=11.06st=27.18s圖9.固相率變化過程4．縮孔縮松位置 鈦合金閥體在凝固過程中收縮專門激烈。根據(jù)以上成果，能夠運算出縮孔縮松的趨勢，顯示如圖10。圖中顏色標(biāo)尺表達(dá)收縮趨勢或可能性，1為完全收縮成空腔，不不大于0.01可認(rèn)為形成或可能形成縮松縮孔。④③②①④③②①圖10.凝固終了時縮孔縮松趨勢 圖中能夠看出，由于鈦合金凝固收縮激烈，在一級直澆道與橫澆道內(nèi)收縮形成專門大空腔（①）。隨著凝固的進(jìn)行，在鑄件的厚大部位也容易形成收縮缺點。在兩側(cè)的圓法蘭圓周方向均可能顯現(xiàn)縮孔，而在法蘭頂部收縮最激烈（②）。在底部辦法蘭周向，同樣可能顯現(xiàn)縮孔（③）。在閥體中部兩側(cè)管道連接處的圓臺內(nèi)部，由于壁厚較大，也可能顯現(xiàn)縮孔（④）。5．凝固時刻凝固時刻同樣是鑒定零件收縮缺點的一種方式。同樣說來，對收縮傾向比較大的鑄件，后凝固的部位如果沒有適宜的補縮方式，則極易引發(fā)收縮缺點。閥體凝固時刻見圖11?！妗鎴D11.鑄件凝固時刻云圖（僅顯示超出5s部分）凝固時刻成果與縮孔判據(jù)成果差不多一致，在圓、辦法蘭等厚大部位凝固時刻更晚，容易顯現(xiàn)收縮缺點；澆道內(nèi)部凝固更慢，會收縮成空泛。分析及建議1．模擬成果小結(jié)通過對鈦合金閥體鑄件的模擬仿真過程，能夠輔助工藝設(shè)計工程師分析現(xiàn)有工藝條件，并根據(jù)成果改善設(shè)計條件及參數(shù)。從模擬成果能夠看出要緊的缺點為收縮產(chǎn)生的縮孔。根據(jù)隨時刻變化的成果，能夠看到，在中部閥體壁面的薄壁區(qū)溫度下降最快，最先開始凝固，法蘭及澆道起到冒口的作用能夠適宜補縮，因此該區(qū)域的收縮缺點差不多是局部小量的。三個法蘭由于壁厚，熱量集中，因此凝固最晚。在這些厚大位置，涉及圓法蘭端面內(nèi)部沿圓周方向（頂部可能性更大）、辦法蘭端面（四個角部可能性更大），顯現(xiàn)縮孔的趨勢比較明顯。另外，閥體兩側(cè)管道在中部交匯，連接兩個管道的圓臺內(nèi)部也容易顯現(xiàn)縮孔。2．模擬仿真過程優(yōu)化方案閥體鑄件數(shù)值模擬是以現(xiàn)在工藝人員對實際工藝條件的估算為基礎(chǔ)進(jìn)行的，部分核心參數(shù)在實踐中難以精確測得或操縱，這些參數(shù)對模擬成果的妨礙比較大。為了使數(shù)值仿真工具成為工程技術(shù)人員有力的輔助設(shè)計工具，在后來的模擬仿真過程中可酌情采用改善方法，涉及：（1）．盡量精確地預(yù)計澆注溫度及澆注時刻，同時采納ProCast的反算模塊（InverseModule）與部分實測溫度成果結(jié)合，反推出更精確的澆注溫度變化過程；（2）．由于材料的熱物性參數(shù)多與溫度變化有關(guān)，因此采納變熱物性參數(shù)可使得模擬運算更加精確。涉及鑄件鈦合金材料、鑄型石磨材料等。（3）．鑄件與鑄型界面的接觸熱阻是凝固運算中的一種核心參數(shù)，對界面換熱現(xiàn)象現(xiàn)在還處在研究時期，沒有一種清晰精確的普適模型。在擬定了工藝條件的基礎(chǔ)上，采納反算模塊（InverseModule），根據(jù)實測溫度曲線與運算溫度曲線對比，同樣能夠較為精確地得到鑄件/鑄型間的換熱系數(shù)。3．工藝過程改善建議以現(xiàn)有模擬分析成果為基礎(chǔ)，對鍛造工藝得出某些改善意見：（1）．在圓法蘭的頂部，考慮采納一定形式的冒口進(jìn)行補縮。在法蘭端面添加冒口，可使該部位的收縮缺點得到一定程度緩和。缺點是由于鈦合金比較昂貴，冒口容易造成材料白費。（2）．在法蘭等厚大部位，考慮添加加緊冷卻的工藝。如在鑄型中貼近法蘭的部位增加冷鐵，并與石墨一起成型。該辦法操作比較苦惱，且由于石墨本身導(dǎo)熱成效較好，冷鐵會起到一定作用，但并不一定專門明顯。（3）．考慮增加圓法蘭與橫澆道接觸形式，使得該橫澆道凝固緩慢，對圓法蘭頂部起到補縮作用。xx室的工藝人員對模擬成果比較中意，認(rèn)為與實際專門靠近，有關(guān)院得出的建議認(rèn)為比較中肯，整個模擬成果對該項目的進(jìn)展起了專門大的推動作用。Procast軟件在我院使用構(gòu)想鍛造模擬解決方案使用部門網(wǎng)格剖分工藝參數(shù)設(shè)定檢查，求解應(yīng)用CAD三維實體造型xx室生產(chǎn)鑄鋼廠工藝室根據(jù)我院需要解決的鍛造問題及其有關(guān)全方面解決鍛造問題的整體規(guī)劃動身，由我院鍛造生產(chǎn)及模擬解決流程簡圖能夠看出，需要xx室和鑄鋼廠工作人員加入到鍛造網(wǎng)格剖分工藝參數(shù)設(shè)定檢查，求解應(yīng)用CAD三維實體造型xx室生產(chǎn)鑄鋼廠工藝室圖1鍛造生產(chǎn)及模擬解決流程簡圖鍛造模擬解決方案硬件需求(1)License服務(wù)器要緊作用是治理鍛造解決方案中院有軟件的license文獻(xiàn)，為院有的臺式機和運算工作站提供license授權(quán)服務(wù)。(2)運算工作站要緊作用是進(jìn)行運算求解。在實際使用過程中，當(dāng)需要運算的模型的運算量不大時，能夠直截了當(dāng)在本機臺式機上運算求解；當(dāng)需要運算的模型運算量專門大時，需要把運算文獻(xiàn)提交到專門的運算工作站上進(jìn)行運算求解，使用過程是在本機工作站遠(yuǎn)程登陸操縱運算工作站，然后運用運算工作站進(jìn)行需要的運算，運算完畢后把運算成果取回來進(jìn)行本地后解決和生成運算報告。網(wǎng)絡(luò)中心（1臺license服務(wù)器）網(wǎng)絡(luò)中心（1臺license服務(wù)器）xx室（1臺運算工作站）鑄鋼廠（1臺運算工作站）機器用途CPU類型內(nèi)存硬盤操作系統(tǒng)具體機器舉薦License服務(wù)器(1臺)英特爾飛躍2.8GHz解決器512M以上40G以上Windows?

XP專業(yè)版DellPowerEdgeTM

SC430運算工作站(1臺）雙核英特爾至強64位解決器2.8GHz以上2G以上80G以上Windows?

XP專業(yè)版DellPrecisionTM

690Procast軟件模塊配備建議1．PROCAST模塊編號模塊名稱模塊闡明單價（萬$）需求PRO-E-11-Pre-processor前解決模塊，要緊用于對三維實體網(wǎng)格進(jìn)行材料、界面條件參數(shù)、邊界條件參數(shù)和運行參數(shù)的設(shè)定差不多模塊PRO-E-12-Post-processor后解決模塊，要緊用于運算成果的顯示與分析PRO-E-13-MeshCast-meshgenerator網(wǎng)格剖分模塊要緊用于體網(wǎng)格的生成GEQ-E-02-GEOMESHv5fo