第六届中国铸造厂长（经理）国际会议（2004）
从虚拟到真实
——换热器壳体的虚拟熔模铸造
北京航空航天大学陈冰
泰州金鼎精铸公司荆剑
计算机技术特别是图形、图象处理技术的快速发展，使现实世界中的许多过程、现象和形象都能在计算机中再现出来，这就是所谓‘虚拟’。例如，虚拟驾驶、虚拟人物，三维动画和游戏、甚至虚拟的节目主持人等等。计算机数值模拟和可视化技术的发展，使虚拟铸造变成现实。当然，这是建立在科学基础上的(以经典传热学、流体力学和弹塑性力学为理论基础)的虚拟，而不是基于艺术创作的虚拟。
从世界范围看铸造过程数值模拟技术的发展大体经历了三个发展阶段：① 20世纪60年代是尝试阶段，开始开展以导热偏微分方程为基础的铸件凝固温度场数值模拟。② 20世纪70年代和80年代前期是以温度场数值模拟为主要内容的基础研究(材料热物理性能参数、界面条件、潜热处理等)及缩孔、缩松等缺陷判据与质量预测预报，同时开展对流场、应力场的研究。1978年美国精铸年会上J.Hockin (Electronicast Inc.)发表的“Factors Affecting The Solidification 0f Investment casting”、和 Arizona大学G.H.Geiger教授的“Fundamentals of Solidification”长达100页的长篇论文“The Thermal Conductivity of Shell Investment Materials ”，为建立熔模铸造充型-凝固过程数值模拟数据库奠定了坚实的基础。③ 20世纪80年代后期和90年代是实用化和研究工作进一步深化的阶段。事实上,美国UES公司开发的ProCAST铸造过程仿真软件早在1988年就开发成功。90年代中期，美、德、法、英、日等国一大批功能强大、性能完备的商品软件已投放市场，对铸造新产品的研制、开发和生产发挥出越来越大的作用。在众多铸造过程模拟软件中，已有许多可用于熔模铸造，ProCAST就是其中的代表。它最初是以工程工作站/Unix为开发平台，现在也有微机/Windows版本。兼容性良好的几何造型模块支持IGES、STEP、STL或者Parasolids等标准的CAD文件格式。计算方法采用有限元法(FEM), Meshcast模块能自动生成有限元网格。ProCAST流动分析模块不仅可以模拟金属液在浇注系统和型腔中的流动状态，还可以模拟流体通过多孔介质(陶瓷过滤器)的流动，预报倒流、噎流等现象，预测冷隔和浇不到等铸造缺陷。此外，它的流动分析模块中包含有对非牛顿流体的分析计算是该软件的又一特色，不但可以模拟液体金属的流动，还可以模拟塑料或精铸模料在压注时的充型行为。特别值得一提的是ProCAST特有的辐射分析模块大大加强了计算热辐射的功能，这对于经常需要精确处理热辐射问题的熔模铸造而言显得特别重要。1994年美国国家航空航天总局(NASA)在调查评估的基础上推荐该软件为美国航空航天领域铸造过程CAE首选软件。美国Howmet、Pratt & Whitney、PPC、GEAE以及英国Rolls-Royce等世界著名的航空航天精铸企业纷纷选择ProCAST作为铸造工艺分析和新产品开发的重要工具。下面以精铸换热器壳体为例，说明利用ProCAST虚拟铸造的过程和效果。
1．准备工作
换热器壳体是供载重汽车用的304不锈钢精铸件，是江苏泰州金鼎精铸公司为美国某公司生产的一个尺寸较大(铸件最大轮廓尺寸298mm 、铸件重6.5kg)、形状较为复杂的薄壁件(主体壁厚3.5mm),见图1。该产品已于2003年10月研制成功并投产，现已形成日产300件的批量生产规模。目前生产中存在的主要问题是，按照现行的工艺方案和工艺参数，铸件热节部位和铸件两侧圆管与主体交接处时常出现缩孔(图2)，此外，工艺出品率较低(约45%)。因此，希望通过仿真技术，虚拟铸造，寻求降低铸件废品和返修品率、提高合格率和工艺出品率的良策。
图1 换热器壳体不锈钢精铸件
图2 换热器壳体常见缺陷
1.1建模
本次模拟泰州金鼎精铸公司采用流行的CAD软件ProE造型。模组(铸件加浇道)的三维几何模型分别如图3和图4所示。建模完成后，通过计算机网络传送给博骞仿真工程科技有限公司。
1.2导入模组模型和网格剖分
图3 浇注系统几何模型
图4 模组几何模型
ProCAST兼容性良好的几何造型模块十分方便地导入由ProE建立的模组三维几何模型(图5),同时，在模组外围迅速自动生成具有一定厚度(12mm) 的型壳三维几何模型(图6a)， Meshcast模块随即自动进行有限元网格剖分(图6b)，由图不难看出，较之于有限差分的立方体网格，呈三角锥形的有限元网格具有更好的随形性，这对形状复杂的薄壁熔模铸件特别有利。剖分产生网格单元总数751849，节点总数137292个，足以满足本次虚拟铸造的精度需求。
a) b)
图5 ProCAST导入模组模型图6 型壳有限元网格剖分
1.3 确定模拟计算物理场的时间步长
设定的时间步长越短，模拟结果越详尽、精确，当然计算工作量也越大。本研究中,鉴于该铸件充型时间为11s, 从开始浇注到凝固完毕历时约2min，模拟计算总共设定615步,每步时间约0.2s，每5步(相当于1s)输出一次数据。
1.4 初始条件
铸造合金材料: 304不锈钢(奥氏体不锈钢)；
型壳材料: 面层－锆石；加固层－莫来石(硅-铝系耐火材料);
型壳厚度：12mm;
浇注时钢液温度: 1600℃，型壳温度: 1100℃；
充型时间: 11s
需要指出的是，凝固过程数值模拟，计算零时刻的温度场，对熔模铸造而言（尤其对大型、薄壁铸件）不能忽略充型过程钢液温度的变化，所以初始温度场应当由耦合传热计算充填过程数值模拟计算结果获得，而不能视为给定常数分布。
1.5 材料热物性参数设定
对铸造合金而言热物性参数主要包括：热导率λ、密度ρ、比热容c、液相线温度T L、固相线温度Ts、结晶潜热H等。对型壳而言主要包括：热导率λ、密度ρ、比热容c、界面传热系数h、孔隙率等。值得指出的是，其中，热导率λ、密度ρ、比热容c等，都是温度的函数。常用铸造合金热物性参数及其与温度的函数关系都保存在ProCAST中的标准数据库中(见图7)。ProCAST在进行充型-凝固温度场耦合计算时会按照合金和型壳的温度变化，自动调整热物性参数的具体数值，以便使计算结果更加准确和符合实际。
图7 304不锈钢比热容 2．虚拟铸造结果
2.1充型-凝固耦合模拟计算结果
1) 流动及充型过程温度场和凝固过程固相率
铸造充型过程及充型过程中钢液温度场演变和凝固过程铸件各部分固相率变化以三维动画形式呈现出来(图8和图10)，铸件则以透视图形式给出,从任何角度和任何视点都可以进行观察,非常逼真而形象地展现出虚拟铸造的全过程，彻底改变了‘睁着眼造型，闭着眼浇注’的现状。不仅如此，ProCAST 也能很快获得任一时刻铸件上任一剖面的温度场和固相率(图9和图11)。
图8 充型过程温度场
2) 凝固时间
ProCAST 求算得出铸件各部位凝固时间见图12。由此一目了然地观察到铸件各部位凝固先后顺序。
3) 温度-时间曲线
ProCAST 可以方便地提取铸件/型壳中任意点在充型-凝固过程中的温度-时间关系曲线(图13)。
图9 充型过程温度场(剖面)
图10 凝固过程固相率
图11 凝固过程固相率(剖面)
图12 凝固时间
图13 铸件/型壳上某些点的温度-时间曲线
2.2缺陷判据和铸造缺陷预测预报
1) 浇不足
根据充型过程温度场模拟结果，ProCAST 可以预报铸件是否会产生浇不足和浇不足的具体部位(图14)。
2) 孤立液相区
根据铸件凝固过程某个时刻或若干个时刻,固相率计算结果，ProCAST 自动快速搜索出铸件中是否存在孤立液相区及其具体位置(图15和图16)。准确判断出该铸件上筋板根部热节处，特别是两侧圆管与主体连接部位可能产生缩孔。
图14 铸件缺陷预测(浇不足)
图15 孤立液相区位置
3) 缩孔、缩松Nyiama 判据
c
R G M = 式中: M ——Nyiama 判定系数；
G ——温度梯度；
R c ——冷却速度。
Nyiama(新山英辅)认为M ≥1是铸钢件中不产生中心线缩孔的临界值，据此所得缩孔、缩
松位置如图17所示。
图16 孤立液相区位置
图17 Nyiama判据预报收缩孔洞
4) 缩孔、缩松体积分数
缩孔、缩松所占的体积分数大于0.5%可能存在宏观缩孔，小于0.05%可能存在微观缩孔(缩松)；接近于0(铸件上紫色部分)，铸件致密。由此可半定量地判定铸件上可能出现收缩孔洞的轻重程度和部位见图18。准确判断出该铸件上筋板根部，以及毗邻内浇口之间可能出现较大缩孔。
3．结果分析和工艺方案改进
根据ProCAST软件虚拟铸造的结果和有关铸造缺陷形成的基本原理，以及设计浇注补缩系统的实践经验，设计新的工艺方案(图19)，再利用ProCAST进行虚拟铸造，结果表明，新方案不仅使工艺出品率明显提高，而且，除个别部位仍可能出现缩孔外，其余收缩孔洞基本消除。
图18 缩孔、缩松体积分数
a)改进前 b)改进后
图19 工艺方案改进前后对比
4．结论和体会
通过换热器壳体虚拟铸造的过程和结果，归纳总结出以下结论和体会:
1.采用计算机仿真技术虚拟铸造，不必通过真实的铸造过程，即可获得大量有用的资料、
数据和信息，节省宝贵的人力、物力、财力、能源和时间，是铸造工程师的得力助手和锐利武器，也是提高企业竞争力的有力手段。
2.对虚拟熔模铸造而言，ProCAST不愧是佼佼者。
3.对尺寸较大的熔模铸件而言，钢液流动和充型对凝固温度场影响很大，必须认真对待。
4.计算机固然可以将各种铸造方案所得铸件物理场以及可能产生的铸造缺陷直观而形象地
展示在我们面前，但正确解读和分析结果，仍然有赖铸造工作者的经验和智慧；提出新的铸造方案和工艺措施，更离不开人的想象力、逻辑思维和创造性。
5.在进行虚拟铸造的过程中，软件工程师、铸造工程师，以致设计师等相关人员组成了一
个临时团队，相互支持，密切配合，及时沟通和交流，对获得满意的结果至关重要。
目前，可以通过购买、租赁和工程服务等三种正常途径使用ProCAST。对大多数精铸企业而言，切实可行的是第三种方式。
对于我们学铸造专业的学生来说，掌握几款铸造方面的软件是很有必要的，有了一定的软件基础在以后的铸造设计、模拟中都是很有用的。下面介绍下ProCAST软件在铸造中应用。 一、概述 ?ProCAST是为评价和优化铸造产品与铸造工艺而开发的专业CAE系统，借助于ProCAST系统，铸造工程师在完成铸造工艺编制之前，就能够对铸件在形成过程中的流场、温度场和应力场进行仿真分析并预测铸件的质量、优化铸造设备参数和工艺方案。 ?ProCAST可以模拟金属铸造过程中的流动过程，精确显示充填不足、冷隔、裹气和热节的位置以及残余应力与变形，准确地预测缩孔、缩松和铸造过程中微观组织的变化。 ?作为ESI集团热物理综合解决方案的旗舰产品，ProCAST是所有铸造模拟软件中现代CAD/CAE集成化程度最高的。它率先在商用化软件中使用了最先进的有限元技术并配备了功能强大的数据接口和自动网格划分工具。 ?全部模块化设计适合任何铸造过程的模拟； ?采用有限元技术，是目前唯一能对铸造凝固过程进行热－流动－应力完全耦合的铸造模拟软件； ?高度集成。 二、发展历程 ?Procast自1985年开始一直由位于美国马里兰州首府Annapolis的UES Software进行开发，并得到了美国政府和诸多研究机构的大力资助。为了保证模拟的精度，Procast一开始就采用有限元方法作为模拟的技术核心。 ?1990年后，位于瑞士洛桑的Calcom SA和瑞士联邦科技研究院也加入了Procast部分模块的开发工作，基于其强大的材料物理背景，Calcom在Procast 的晶粒计算模块和反求模块开发上贡献良多。 ?2002年，Procast和Calcom SA先后加入ESI集团，并重新组建为Procast Inc. (美国马里兰州)和Calcom ESI (瑞士洛桑)。ESI也重新整合了其原有的热物理模拟队伍如PAM-CAST和SYSWELD，这样Procast（有限元铸造仿真），PAM-CAST（有限差分元铸造仿真）, Calcosoft（连续铸造仿真）和SYSWELD （热处理与焊接模拟）一起组成ESI完整的热物理综合解决方案。 三、适用范围 ?砂型铸造、消失模铸造; ?高压、低压铸造; ?重力铸造、倾斜浇铸; ?熔模铸造、壳型铸造; ?挤压铸造; ?触变铸造、触变成型、流变铸造。 由于采用了标准化的、通用的用户界面，任何一种铸造过程都可以用同一软件包ProCASTTM进行分析和优化。它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。实践证明ProCASTTM可以准确地模拟型腔的浇注过程，精确地描述凝固过程。可以精确地计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的使用。 四、材料数据
ProCAST软件的特点及其在铸件成形过程中的应用Function of FEM Software ProCAST and Application in Casting 胡红军 (重庆工学院材料科学与工程学院,重庆400050) 摘 要:介绍了商品化有限元软件P ro CA ST的组成模块、功能以及在铸件成形、缺陷预测方面的应用。 关键词:有限元模拟;Pr oCA ST;凝固模拟;缺陷预测 中图分类号:T G244 文献标识码:B 文章编号:1001-3814(2005)01-0070-02 Pr oCAST软件从1985年开始将最先进的有限元技术用在铸造模拟中,有效地提高了铸造工艺的正确性。借助于ProCAST系统,铸造工程师在完成铸造工艺编制之前,就能够对铸件在形成过程中的流场、温度场和应力场进行仿真分析并预测铸件的质量、优化铸造设备参数和工艺方案,通过对金属流动过程的模拟,可以精确显示浇不足、冷隔、裹气和热节的位置及残余应力和变形的大小,准确地预测缩孔缩松和微观组织。 1 ProCAST软件的组成模块 Pro CA ST是针对铸造过程进行流动-传热-应力耦合作出分析的系统,共有8个模块,用户可以比较灵活地租用或购买这些模块。对于普通用户,一般应有传热分析及前后处理、流动分析、应力分析和网格划分等基本模块。对于铸造模拟有更高要求的用户则需要有更多功能的其它模块,例如热辐射分析,显微组织分析,电磁感应分析,反向求解,应力分析等模块。这些模块既可以一起使用,也可以根据用户需要有选择地使用。 2 ProCAST软件的特点 2.1 可重复性 即使一个工艺过程已经平稳运行几个月,意外情况也有可能发生。由于铸造工艺参数繁多而又相互影响,因而在实际操作中长时间连续监控所有的参数是不可能的。任何看起来微不足道的某个参数的变化都有可能影响到整个系统,但又不可能在车间进行全部针对各种参数变化的试验。ProCAST可以让铸造工程师快速检查每个参数的影响,从而得到可重复的、连续平稳生产的参数范围。 2.2 可虚拟试验 在新产品市场定位之后,就应开始进行生产线的开发和优化。ProCAST可以虚拟试验各种革新设计而取之最优。因此大大减少工艺开发时间,同时又把成本降到最低。 2.3 灵活性大 ProCAST采用基于有限元法(FEM)的数值计算方法,与有限差分法相比,具有较大的灵活性,特别适用于模拟复杂铸件成型过程中的各种物理现象。 2.4 模拟功能强大 ProCAST作为针对铸造过程进行流动、传热、应力求解的软件包,能够模拟铸造过程中绝大多数问题和许多物理现象。在铸造过程分析方面,ProCAST提供了能够考虑气体、过滤、高压、旋转等对铸件充型的影响,能够模拟出气化模铸造、低压铸造、压力铸造、离心铸造等几乎所有铸造工艺的充型过程,并且对注塑、压制腊模、压制粉末等的充型过程进行模拟;在传热分析方面,ProCAST能够对热传导、对流和辐射等三种传热方式进行求解,尤其是引入最新“灰体净辐射法”模型,使ProCAST擅长于解决精铸及单晶铸造问题;在应力分析方面,通过采用弹塑性和粘塑性及独有的处理铸件/铸型热和机械接触界面的方法,使其具有分析铸件应力、变形的能力;在电磁分析方面,Pro CA ST 可以分析铸造过程所涉及的感应加热和电磁搅拌等。以上的分析可以获得铸造过程的各种现象、铸造缺陷形成及分布、铸件最终质量的模拟和预测。 2.5 界面人性化 ProCAST的前后处理完全基于Window s的用户界面,通过提供交互菜单、数据库和多种对话框完成用户信息的输入。ProCAST具有全面的在线帮助,具有良好的用户界面;通过提供和通用机械CAD系统的接口,可直接获取铸件实体模型的IGES文件或通用CAE系统的有限元网格文件;可以将模拟结果直接输出到CAD系统接口,尤其可以通过I-DEAS直接读取 70 APPLICATION Hot W orking Technology 2005No.1 收稿日期:2004-10-27 作者简介:胡红军(1976-),男,湖北人,讲师,硕士,现从事材料成型 CAD/CAE软件研究和开发。
熔模铸造过程数值模拟 —国外精铸技术进展述评 北京航空航天大学陈冰 20世纪90年代以来，国外一大批商业化铸造过程数值模拟软件的出现，标志着此项技术已完全成熟并进入实用化阶段，有相当一部分已成功地用于熔模铸造。其中，A FSolid (3D)（美国）, PASSAGF/POWERCAST（美国）、MAGMA（德国）、PAM-CAST（法国）、ProCAST（美国）等最具代表性。尤其值得一提的是由美国UES公司开发的ProCAST，和美国铸造师协会(American Foundrymen's Society)开发的 AFSolid(3D)，它们代表了二种不同类型的软件系统。 一. 熔模精密铸造过程数值模拟的佼佼者——ProCAST 早在1985年，美国UES Software Co.便以工程工作站/Unix为开发平台，着手开发ProCAST[1]。为了保证模拟结果的准确性，ProCAST一开始就采用有限元方法(FEM)作为模拟的核心技术。自1987年起，开发用于熔模铸造（精铸）的专业模块。1990年后，位于瑞士洛桑的Calcom SA和瑞士联邦科技研究院也参加ProCAST部分模块的开发工作。2002年，UES Software和Calcom SA先后加盟ESI 集团（法国）。通过联合，ESI集团在虚拟制造领域的领先地位进一步增强。 现在，ProCAST也有微机/Windows或Windows NT版本。三维几何造型模块支持IGES、STEP、STL 或Parasolids等标准的CAD文件格式。Meshcast模块能自动生成有限元网格。它的凝固分析模块可以准确计算和显示合金液在凝固过程的温度场、凝固时间，以及固相率变化，同时，从孤立液相区、缩孔／缩松体积分数、缩孔／缩松Nyiama （新山英辅）判据等三方面，帮助铸造工程师分析判断缩孔／缩松产生的可能性和具体位置(见图1) [2]。针对熔模铸造热壳浇注的特点，ProCAST传热分析模块考虑到热辐射对温度场和铸件凝固过程的影响, 这对于经常需要处理热辐射问题的熔模铸造而言特别重要。例如，对不锈钢人体植入物的凝固过程进行模拟时，发现位于模组中部的铸件由于接收到的辐射热比周边铸件多，因而温度偏高，不利于铸件顺序凝固，容易产生缩孔、缩松[1]。特别值得一提的是，ProCAST特有的辐射分析模块，计及辐射线入射角和遮挡物的影响，模拟对象一旦因相互运动导致辐射线入射角改变或产生遮挡, 该软件将重新自动进行计算，特别适用于定向凝固和单晶铸造。 a) 孤立液相区 b) 缩孔／缩松体积分数 c) Nyiama （新山英辅）判据图1 ProCAST缩孔／缩松判据
PROCAST ProCAST由法国ESI公司开发的综合的铸造过程软件解决方案，有20多年的历史，提供了很多模块和工程工具来满足铸造工业最富挑战的需求。基于强大的有限元分析，它能够预测严重畸变和残余应力，并能用于半固态成形，吹芯工艺，离心铸造，消失模铸造、连续铸造等特殊工艺。 procast 百科名片 ProCast软件界面 ProCAST由法国ESI公司开发的综合的铸造过程软件解决方案，有20多年的历史，提供了很多模块和工程工具来满足铸造工业最富挑战的需求。基于强大的有限元分析，它能够预测严重畸变和残余应力，并能用于半固态成形，吹芯工艺，离心铸造，消失模铸造、连续铸造等特殊工艺。 目录 适用范围材料数据库 模拟分析能力 分析模块 ProCAST特点 模拟过程 展开 适用范围 材料数据库 模拟分析能力 分析模块 ProCAST特点 模拟过程 展开 ProCast应用(10张) 编辑本段适用范围 ProCAST适用于砂型铸造、消失模铸造、高压铸造、低压铸造、重力铸造、
软件操作界面 倾斜浇铸、熔模铸造、壳型铸造、挤压铸造、触变铸造、触变成形、流变铸造。由于采用了标准化、通用的用户界面，任何一种铸造过程都可以用同一软件包ProCAST进行分析和优化。它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。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。可以精确地计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的使用。 编辑本段材料数据库 ProCAST可以用来模拟任何合金，从钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍基、钛基和锌基合金，以及非传统合金和聚合体。ESI旗下的热物理仿真研究开发队伍汇集了全球顶尖的五十多位冶金、铸造、物理、数学、计算力学、流体力学和计算机等多学科的专家，专业从事ProCAST和相关热物理模拟产品的开发。得益于长期的联合研究和工业验证，使得通过工业验证的材料数据库不断地扩充和更新，同时，用户本身也可以自行更新和扩展材料数据。除了基本的材料数据库外，ProCAST还拥有基本合金系统的热力学数据库。这个独特的数据库使得用户可以直接输入化学成分，从而自动产生诸如液相线温度、固相线温度、潜热、比热和固相率的变化等热力学参数。 编辑本段模拟分析能力 ProCAST可以分析缩孔、裂纹、裹气、冲砂、冷隔、浇不足、应力、变形、模具寿命、工艺开发及可重复性。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。其结果也可以在网络浏览器中显示，这样对比较复杂的铸造过程能够通过网际网络进行讨论和研究。 编辑本段分析模块 ProCAST是针对铸造过程进行流动一传热一应力耦合作出分析的系统。它主要由8个模块组成：有限元网格划分MeshCAST基本模块、传热分析及前后处理(Base License)、流动分析(Fluid flow)、应力分析(Stress)、热辐射分析(Radiation)、显微组织分析(Micromodel)、电磁感应分析(Electromagnetics)、反向求解(Inverse)，这些模块既可以一起使用，也可以根据用户需要有选择地使用。对于普通用户，ProCAST应有基本模块、流动分析模块、应力分析模块和网格划分模块。 1)传热分析模块 本模块进行传热计算，并包括ProCAST的所有前后处理功能。传热包括
引进Procast铸造仿真软件项目建议书
目录 1背景 (4) 2铸造模拟仿真对我院的作用 (5) 2.1铸造仿真对7室的作用 5 2.2铸造仿真对铸钢厂的作用 5 3铸造仿真软件的调研与考核 (6) 4软件开发商法国ESI集团简介 (6) 5Procast软件特点 (7) 6Procast软件效果预评 (25) 6.1三维模型建立 25 6.2网格划分 26 6.3工艺条件与计算参数 26 6.4数值计算 27 6.5结果显示 27
6.6分析及建议 30 7Procast软件在我院使用构想 (32) 7.1铸造模拟解决方案使用部门 32 7.2铸造模拟解决方案硬件需求 32 8Procast软件模块配置建议 (34)
1 背景 长期以来，对于铸造工艺的改进主要依靠经验和试验，一直缺乏一套专业的、有效的方法和手段。模拟是控制设计、制造过程并预测产品早期服役可能出现问题的最好解决方法。当前，有限元理论已十分成熟，相应的模拟商业软件也逐步趋于成熟，并在各行各业逐步发挥其巨大的作用。 现代制造工艺越来越复杂，性能、精度要求也越来越高，依赖试验的设计手段设计费用越来越高，周期越来越长，也越来越不容易保证可靠性。而从一些发达国家的经验来看，仿真技术的应用可以大大减少试验的比重，减少了设计的盲目性，节省巨额的设计费用，设计周期也大大缩短。从我院专业发展的角度看，急需在数值仿真这一方面提高一个层次，实现我院研发能力的跨越式发展。 铸造仿真软件的开发是一项技术含量很高、专业性很强的工作，作为一个设计单位，自行开发不切实际。国内一些专业单位开发的同类产品在实用性、规范性和易用性等方面都有不足。ESI集团的ProCAST是业界领先的铸造过程模拟软件，基于强大有限元求解器和高级选项，提供高效和准确的求解来满足铸造业的需求。与传统的尝试－出错－修改方法相比，ProCAST是减少制造成本，缩短开发时间，以及改善铸造过程质量的重要的、完美的解决方案。
ProCAST凝固模拟简介 1.1 序 ProCAST软件是由美国USE公司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流场、温度场、应力场、电磁场进行模拟分析。 1.2 ProCAST适用范围 ProCAST适用于砂型铸造、消失模铸造; 高压、低压铸造; 重力铸造、倾斜浇铸、熔模铸造、壳型铸造、挤压铸造; 触变铸造、触变成型、流变铸造。 由于采用了标准化的、通用的用户界面，任何一种铸造过程都可以用同一软件包ProCAST TM进行分析和优化。它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。实践证明ProCAST TM可以准确地模拟型腔的浇注过程，精确地描述凝固过程。可以精确地计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的使用。 1.3 ProCAST 材料数据库 ProCAST TM可以用来模拟任何合金，从钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍基、钛基和锌基合金，以及非传统合金和聚合体。 ESI旗下的热物理仿真研究开发队伍汇集了全球顶尖的五十多位冶金、铸造、物理、数学、计算力学、流体力学和计算机等多学科的专家，专业从事ProCAST 和相关热物理模拟产品的开发。得益于长期的联合研究和工业验证，使得通过工业验证的材料数据库不断地扩充和更新，同时，用户本身也可以自行更新和扩展材料数据。 除了基本的材料数据库外，ProCAST还拥有基本合金系统的热力学数据库。这个独特的数据库使得用户可以直接输入化学成分，从而自动产生诸如液相线温度、固相线温度、潜热、比热和固相率的变化等热力学参数。 1.4 ProCAST 模拟分析能力 可以分析缩孔、裂纹、裹气、冲砂、冷隔、浇不足、应力、变形、模具寿命、工艺开发及可重复性。 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。其结果也可以在网络浏览器中显示,这样对比较复杂的铸造过程能够通过网际网络进行讨论和研究。 1.4.1缩孔 缩孔是由于凝固收缩过程中液体不能有效地从浇注系统和冒口得到补缩造成的。由于冒口补缩不足而导致了很大的内部收缩缺陷。ProCAST可以确认封闭液体的位置。使用特殊的判据，例如宏观缩孔或Niyama判据来确定缩孔缩松是否会在这些敏感区域内发生。同时ProCAST可以计算与缩孔缩松有关的补缩长度。在砂型铸造中，可以优化冒口的位置、大小和绝热保温套的使用。在压铸中，ProCAST可以详细准确计算模型中的热节、冷却加热通道的位置和大小，以及溢流口的位置。 1.4.2裂纹 铸造在凝固过程中容易产生热裂以至在随后的冷却过程中产生裂纹。利用热应力分析，ProCAST TM可以模拟凝固和随后冷却过程中产生的裂纹。在真正的生产之前，这些模拟结果可以用来确定和检验为防止缺陷产生而尝试进行的各种
铸造仿真软件项目建议 书 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
目录 1背景 长期以来，对于铸造工艺的改进主要依靠经验和试验，一直缺乏一套专业的、有效的方法和手段。模拟是控制设计、制造过程并预测产品早期服役可能出现问题的最好解决方法。当前，有限元理论已十分成熟，相应的模拟商业软件也逐步趋于成熟，并在各行各业逐步发挥其巨大的作用。 现代制造工艺越来越复杂，性能、精度要求也越来越高，依赖试验的设计手段设计费用越来越高，周期越来越长，也越来越不容易保证可靠性。而从一些发达国家的经验来看，仿真技术的应用可以大大减少试验的比重，减少了设计的盲目性，节省巨额的设计费用，设计周期也大大缩短。从我院专业发展的角度看，急需在数值仿真这一方面提高一个层次，实现我院研发能力的跨越式发展。 铸造仿真软件的开发是一项技术含量很高、专业性很强的工作，作为一个设计单位，自行开发不切实际。国内一些专业单位开发的同类产品在实用性、规范性和易用性等方面都有不足。ESI集团的ProCAST是业界领先的铸造过程模拟软件，基于强大有限元求解器和高级选项，提供高效和准确的求解来满足铸造业的需求。与传统的尝试－出错－修改方法相比，ProCAST是减少制造成本，缩短开发时间，以及改善铸造过程质量的重要的、完美的解决方案。
2铸造模拟仿真对我院的作用 引进ProCAST软件，从短期来看会提高设计和工艺制造水平，在当前在研项目中立即产生效益；而从长远来看，制造工艺计算和仿真手段的大量应用必将彻底改变我院原有的制造工艺方式，最终提高我院铸造工艺的整体水平。 2.1铸造仿真对xx室的作用 xx室目前有很多钛合金铸件的铸造过程需要模拟来解决，其主要原因是：一、采用传统的试错法，费用昂贵、周期太长；二新产品大多没有经验可以借鉴，院以工艺摸索时间比较长，尤其是一些钛合金材料。 2.2铸造仿真对铸钢厂的作用 铸钢厂目前某些件的铸造出品率不是很高，引进铸造模拟仿真软件将大大节省提高铸钢厂的铸造工艺出品率和工艺水平，大大缩短生产周期，有效的提高劳动生产率。 另外铸造模拟仿真对于我院技术的传承也很有帮助，通过仿真我们可以将铸造技术和经验进行科学的直观的描述和记录，使得过去的一些抽象的经验变为简单明了的纸面文档进行记载和保存，有利于铸造技术的延续和资源共享。 3铸造仿真软件的调研与考核 经过上述分析，铸造仿真软件的引入是十分必要的，它对我院的虚拟制造技术和铸造技术的发展将起到极大的推动作用。因此我们对市面上的铸造仿真软件进行了调研和考核。
铸造模拟软件procast使用指南 铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 1 页共 56 页 铸造模拟软件ProCast 使用指南 编制: 审核: 批准: 声明:此设计指南仅供………内部使用，切勿外传。 铸造模拟软件ProCast使用指南 编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 2 页共 56 页 目录 1 序言……………………………………………………………………………………………
....................3 2 ProCa st软件主界面. (3) 2.1 ProCast适用范围 (4) 2.2 ProCast模拟分析能力 (4) 2.3 ProCast分析模块....................................................................................................5 3 ProCast和常用软件的接口. (9) 3.1 ProE网格划分 (9) 3.2 GeoMesh前处理 (12) 4 网格处理模块MeshCast 的 (16) 4.1 Open (17) 4.2 Repair (17)
4.3 在修补环境中生成表面网格模型 (19) 4.4 在Meshing environment 中编辑表面网格 (19) 4.5 Generate Tet Mesh (21) 5 前处理模块PreCast (23) 5.1 Geometry (23) 5.2 Materials (23) 5.3 Interface (24) 5.4 Boundary Conditions (24) 5.5 Process (26)
Coupled Thermal-fluids-stress Analysis of Castings Authors: Mark Samonds, Ph.D., J. Z. Zhu, Ph.D. Affiliation: UES Software Inc., Annapolis, MD, USA Abstract This paper will consider some of the issues encountered in the application of a combined eulerian-lagrangian finite element method to shape and continuous castings. The stability and accuracy of thermo-mechanical contact algorithms will be discussed. Appropriate selection of constitutive models for casting alloys and mold materials will be treated, as well as topics concerning fluid-mechanical coupling.
Introduction The importance and range of applicability of stress analysis in casting simulation has been noted by many authors. Accurate stress results, both in a relative and absolute sense, depend on a number of factors. We will focus on three in particular; 1) use of an appropriate material model, 2)the thermal/mechanical contact algorithm, and 3) issues surrounding the coupling of stress with filling. Material Models In order to simulate a variety of materials, several mechanical material models have been adopted in ProCAST. For cast parts and molds, the models include a thermo-elasto-viscoplastic model of the Perzyna type [1], a thermo-elastoplastic counterpart and an elastic model. In addition, a rigid body model and a vacant model are also available for mold materials. The elastoplastic model and elasto-viscoplastic model, in which all the parameters and functions are temperature dependant, are described in the following. We shall start with the constitutive equations of the elastoplastic model. A modification in the flow rule will lead to the elasto-viscoplastic model.Elastoplasticity The rate representation of the total strain in elastoplastic model is given by The linear isotropic elastic response is described by A generalized von Mises yield function, is used in the numerical computations, where the deviatoric stress is given by T p e εεεε &&&&++=)(:T p εεE σ ε&&&&--=ly. respective rate strain thermal the and rate strain plastic the rate, strain elastic the are tensor, ve constituti elastic the is Where T p e εεε E &&&,,k --= x s 2 3f σI σs tr 3 1-=.0,=??=f f p condition,y consistenc the of aid the with determined be to multiplier plastic the is where of form the has rule flow plastic assumed The g g σ ε &hardening. isotropic zes characteri and hardening kinematic the controls which stress back the is k x
第六届中国铸造厂长（经理）国际会议（2004） 从虚拟到真实 ——换热器壳体的虚拟熔模铸造 北京航空航天大学陈冰 泰州金鼎精铸公司荆剑 计算机技术特别是图形、图象处理技术的快速发展，使现实世界中的许多过程、现象和形象都能在计算机中再现出来，这就是所谓‘虚拟’。例如，虚拟驾驶、虚拟人物，三维动画和游戏、甚至虚拟的节目主持人等等。计算机数值模拟和可视化技术的发展，使虚拟铸造变成现实。当然，这是建立在科学基础上的(以经典传热学、流体力学和弹塑性力学为理论基础)的虚拟，而不是基于艺术创作的虚拟。 从世界范围看铸造过程数值模拟技术的发展大体经历了三个发展阶段：① 20世纪60年代是尝试阶段，开始开展以导热偏微分方程为基础的铸件凝固温度场数值模拟。② 20世纪70年代和80年代前期是以温度场数值模拟为主要内容的基础研究(材料热物理性能参数、界面条件、潜热处理等)及缩孔、缩松等缺陷判据与质量预测预报，同时开展对流场、应力场的研究。1978年美国精铸年会上J.Hockin (Electronicast Inc.)发表的“Factors Affecting The Solidification 0f Investment casting”、和 Arizona大学G.H.Geiger教授的“Fundamentals of Solidification”长达100页的长篇论文“The Thermal Conductivity of Shell Investment Materials ”，为建立熔模铸造充型-凝固过程数值模拟数据库奠定了坚实的基础。③ 20世纪80年代后期和90年代是实用化和研究工作进一步深化的阶段。事实上,美国UES公司开发的ProCAST铸造过程仿真软件早在1988年就开发成功。90年代中期，美、德、法、英、日等国一大批功能强大、性能完备的商品软件已投放市场，对铸造新产品的研制、开发和生产发挥出越来越大的作用。在众多铸造过程模拟软件中，已有许多可用于熔模铸造，ProCAST就是其中的代表。它最初是以工程工作站/Unix为开发平台，现在也有微机/Windows版本。兼容性良好的几何造型模块支持IGES、STEP、STL或者Parasolids等标准的CAD文件格式。计算方法采用有限元法(FEM), Meshcast模块能自动生成有限元网格。ProCAST流动分析模块不仅可以模拟金属液在浇注系统和型腔中的流动状态，还可以模拟流体通过多孔介质(陶瓷过滤器)的流动，预报倒流、噎流等现象，预测冷隔和浇不到等铸造缺陷。此外，它的流动分析模块中包含有对非牛顿流体的分析计算是该软件的又一特色，不但可以模拟液体金属的流动，还可以模拟塑料或精铸模料在压注时的充型行为。特别值得一提的是ProCAST特有的辐射分析模块大大加强了计算热辐射的功能，这对于经常需要精确处理热辐射问题的熔模铸造而言显得特别重要。1994年美国国家航空航天总局(NASA)在调查评估的基础上推荐该软件为美国航空航天领域铸造过程CAE首选软件。美国Howmet、Pratt & Whitney、PPC、GEAE以及英国Rolls-Royce等世界著名的航空航天精铸企业纷纷选择ProCAST作为铸造工艺分析和新产品开发的重要工具。下面以精铸换热器壳体为例，说明利用ProCAST虚拟铸造的过程和效果。
第一章ProCAST简介 1.1 序 ProCAST软件是由美国USE公司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流场、温度场、应力场、电磁场进行模拟分析。 1.2 ProCAST适用范围 ProCAST适用于砂型铸造、消失模铸造; 高压、低压铸造; 重力铸造、倾斜浇铸、熔模铸造、壳型铸造、挤压铸造; 触变铸造、触变成型、流变铸造。 由于采用了标准化的、通用的用户界面，任何一种铸造过程都可以用同一软件包ProCAST TM进行分析和优化。它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。实践证明ProCAST TM可以准确地模拟型腔的浇注过程，精确地描述凝固过程。可以精确地计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的使用。 1.3 ProCAST 材料数据库 ProCAST TM可以用来模拟任何合金，从钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍基、钛基和锌基合金，以及非传统合金和聚合体。 ESI旗下的热物理仿真研究开发队伍汇集了全球顶尖的五十多位冶金、铸造、物理、数学、计算力学、流体力学和计算机等多学科的专家，专业从事ProCAST 和相关热物理模拟产品的开发。得益于长期的联合研究和工业验证，使得通过工业验证的材料数据库不断地扩充和更新，同时，用户本身也可以自行更新和扩展材料数据。 除了基本的材料数据库外，ProCAST还拥有基本合金系统的热力学数据库。这个独特的数据库使得用户可以直接输入化学成分，从而自动产生诸如液相线温度、固相线温度、潜热、比热和固相率的变化等热力学参数。 1.4 ProCAST 模拟分析能力 可以分析缩孔、裂纹、裹气、冲砂、冷隔、浇不足、应力、变形、模具寿命、工艺开发及可重复性。 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。其结果也可以在网络浏览器中显示,这样对比较复杂的铸造过程能够通过网际网络进行讨论和研究。 1.4.1缩孔 缩孔是由于凝固收缩过程中液体不能有效地从浇注系统和冒口得到补缩造成的。由于冒口补缩不足而导致了很大的内部收缩缺陷。ProCAST可以确认封闭液体的位置。使用特殊的判据，例如宏观缩孔或Niyama判据来确定缩孔缩松是否会在这些敏感区域内发生。同时ProCAST可以计算与缩孔缩松有关的补缩长度。在砂型铸造中，可以优化冒口的位置、大小和绝热保温套的使用。在压铸中，ProCAST可以详细准确计算模型中的热节、冷却加热通道的位置和大小，以及溢流口的位置。 1.4.2裂纹 铸造在凝固过程中容易产生热裂以至在随后的冷却过程中产生裂纹。利用热应力分析，ProCAST TM可以模拟凝固和随后冷却过程中产生的裂纹。在真正的生产之前，这些模拟结果可以用来确定和检验为防止缺陷产生而尝试进行的各种
CAE模流技术越来越深入企业中，企业已认识到CAE技术为企业所带的效应，CAE涉及到的范围很广泛的，几乎各种的行业都会涉及到这门技术的，在中国已欣起一场CAE热潮了。 我主要针对压铸CAE模流技术进行言论的。虽然压铸行业已有十几年的历史，但真正做到不用修模或改模，我想几乎是不可能的，总是还有各种的问题困扰着，总是还要不断地修模改模着。如今，通过CAE模流技术可以大大改善这种问题了，可以进行电脑化、虚拟化，让一切都在电脑上运行计算着，将问题显现着。 目前用在铸造行业的模流软件也是很多的，据我所知的就FLOW3D、PROCAST、华铸CAE、ANYCASTING、MAGMASOFT、JSCAST等等，估计还有其它的软件吧，只是没有接触过。在这些软件里面，每个软件都具有自己的优点，当然也有自己的缺点了，PROCAST前处理操作性太差了，在补体网格与面网格里操作麻烦，不建议使用（仅个人看法），此次主要针对FLOW3D、ANYCASTING与MAGMASOFT三个软件进行对比论述的。 FLOW3D是美国开发的，使用范围很广泛，是属于通用软件，广泛应用于航空航天工业、金属铸造业、镀膜、消费产品、微喷墨头、海运业、微机电系统、水力学等领域。应用在压铸领域，FLOW3D准确度极高，参数设置合理，准确度可达90%以上的。而且FLOW3D采用非常重要的流体动力学方法,如稳定性的提高和独有的自由表面跟踪技术（VOF），让结果更逼真，更像压铸过程。FLOW3D 操作性简易，没有过多的界面及操作过程，这点是很好的一个特色，唯一不足的地方，就是计算时间会比较长，一般是一天至三天的，如果产品很大（500mm*400mm*300mm）的，那么计算差不多要四天。 ANYCASTING是韩国开发的，专用于铸造方面，差不多是专用软件，可用于砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、倾转铸造、高压铸造、低压铸造、真空压铸、挤压铸造、离心铸造及连续铸造等等。至于操作性，本人没用过，但看过界面，个人认为比FLOW3D不易操作（仅个人观点），唯一的特点就是计算时间快，可以一个工作日(不知道是十二小时之内还是二十四小时)之内完成。 magmasoft、anycasting与flow3d对比 MAGMASOFT软件，这套软件是德国开发的，据说模块很多，同时计算速度也是挺快的，差不多也是一个工作日的，特别对于薄壁件产品，是没有什么问题的（FLOW3D对于薄壁件产品比较头痛，不知道ANYCASTING对薄壁件是如何的？）。 这三个软件各具特色，所谓仁者见仁吧！从我个人来说，FLOW3D是最值得推荐使用： 1、FLOW3D应用范围较广，可以用于铸造压铸、水力、航空等等（几乎是流体的都可以模拟）。MAGMA与ANYCASTING差不多应用在铸造领域（个人所知的）； 2、FLOW3D采用VOF先进技术，在后处理过程中，动画过程更逼真。 3、虽然FLOW3D计算时间较长，但通过合理的参数设置及好的电脑配置（采用工作站），同样可以在一个工作日内完成计算的。FLOW3D一套差不多四五十万，ANYCASTING一套差不多七八十万，MAGMASOFT一套要上百万的（按模块的）。目前的工作站差不多十万（应该不用这么高了，现在电脑都降了很多
PROCAST铸造学习 Procast 铸造模拟的基本流程为：造型——划分表面网格——MeshCAST 划分 体网格——PreCAST 设置边界条件和运行参数——DataCAST——ProCAST 解算——PostCAST，ViewCAST 处理、分析模拟结果。下面进行较为详细的说明。 一．Ideas 造型与划分表面网格 1．造型(simulation + master modeler): 建模顺序为铸件，浇注系统，砂箱。 *注意直浇口面，明冒口面，和砂箱上表面必须在一个平面上。对于一般的 砂芯，可看作砂箱的一部分。 2．Partition（先选铸件，再选砂箱。） 3．划分模型的表面网格（simulation+ meshing） 4．输出面网格模型: file, export, ideas simulation universal file, 键入文件名（文 件为*.unv），OK。 二．Meshcast（划分体网格） 1．在Dos窗口键入meshcast 2．File/open，文件类型选I-deas surface mesh(*.unv) 3．Check mesh, Check intersection，检查表面网格质量，提示信息显示在左下 角的Message Window 中，如表面网格通过，则进入下一步，否则修改 4．Tet mesher, full layer（对砂型采用no layer）, gen tet mesh 5．Display Ops 下(点击bad element, Negative Jac)检查是否有坏单元和负雅各 比单元。如果有坏单元，则Smoothing 优化单元(smooth 优化建议不要超 过两次)，save。有些坏单元无法消除，需对表面网格进行修改。 6．Exit（生成*.mesh 文件） 三．Precast (设定材料的热物性参数，边界条件，运行参数等) 1．在文件所在的目录下键入precast *（*为文件名前缀） 2．Geometry, units(mm), meshcast *.mesh，Apply。（读入体网格文件） 3．检查几何体网格，check geom 如有错，退出，修改网格。 4．Material：首先根据具体情况定义材料, database 材料热物性数据库管理， 根据所用材料选取库中已有的材料或add 添加新材料。assign 把定义的材 料分配到不同的件上，注意选的材料前面的T 或F 符号，如果只进行温度 场模拟，则可选带T 的材料，要有流场的模拟，必须选带F 的材料。 5．Interface（不同件（如砂型和铸件）之间的界面）：database(界面传热数据6．Boundary，设定边界条件：对砂型铸造，需要定义temperature（浇注温度）, heat, velocity 几个边界条件，temperature 和velocity 定义在浇口, heat 定义 冒口对环境的传热以及砂箱表面对环境的传热。此外对剖分的模型还要有symmetry(对称)定义，选择对称面时，一定要把铸件和砂型的对称面都选 上。database 边界条件数据库管理，针对实际情况添加add。velocity 的定 义注意u,v,w 方向的设定，即根据坐标系铁水浇注的方向。Temperature 的 定义添加film coff 和ambi temp 两个参数。assign surface，分别add （Temperature, Velocity, Heat，symmetry）,然后assign， select(Temperature 和velocity 选浇口面，注意直浇道内必须有节点（建议浇道内的节点密一些）；两个Heat 分别选冒口上面和砂型表面（只显示砂型，用select all 可
Procast重力铸造工艺 Procast模拟过程基本思路： 1.读入模型 2.生成面网格 3.生成三维体网格 4.设置铸造过程的基本条件 物理条件：材料，速度，压力，重力等 热学条件：温度，界面热交换系数，冷却等 5.进行溶液填充、凝固、应力应变计算模拟 6.结果分析 众所周知，铸造生产的实质就是直接将液态金属浇入铸型中凝固和冷却，进而得到铸件。液态金属的充型过程是铸件形成的第一个阶段。许多铸造缺陷（如卷气、夹渣、浇不足、冷隔及砂眼等）都是在充型不利的情况下产生的。因此了解并控制充型过程是获得优质铸件的重要条件。但是，由于充型过程非常复杂，长期以来人们对充型过程的把握和控制主要是建立在大量试验基础上的经验准则。随着计算机技术的发展，铸件充型凝固过程数值模拟受到了国内外研究工作者的广泛重视，从80年代开始，在此领域进行了大量的研究，在数学模型的建立、算法的实现、计算效率的提高以及工程实用化方面均取得了重大突破。 在近年来用计算机程序模拟液态金属流动和热传导现象的各种商品化软件中，有限元软件ProCAST是一成功范例，它采用有限元方法实现对铸件充型过程、温度场、应力场及缺陷的计算和预测，为工艺设计人员提供了生产高质量铸件的理论指导。在计算机模拟软件对铸件凝固过程的数值计算中，温度场和固相率场的计算为后续的缺陷预测奠定了基础。通过对不同材料的热物理性能进行实测可以保证采用ProCAST软件模拟和预测铸件凝固过程和宏观缩孔缺陷时可靠性。
1.读入模型 先用UG设计好三维模型，即在UG中导出为Parasolid,然后再以x-t格式导入Procast，三维模型如下： 内圆直径80mm，深100mm，外矩形110mm，高115mm。 铸型铸件 实体 2.生成网格 进入Procast2008.0中MeshCAST进行网格划分。铸件设计的网格长度可以小些，铸型可以大些。可以检查网格划分是否有问题，没有问题就可以进行下一步操作了。划分后的体网格如下：