铸造工艺模拟分析软件系统--压铸篇

MAGMASOFT软件介绍
一、概述：
MAGMA SOFT铸造仿真软件是为铸造专业人员达到改善铸件质量，优化工艺参数而提供的有力工具，是全球最佳的压铸铸造软件工具，是铸造业改善铸品品质，制程条件，降低成本，增加竞争力的唯一选择。

铸件的质量受众多因素影响，而质量的保证必须依靠正确的铸造工艺方案。

MAGMASOFT就是设计用以支持从熔炼冶金，造型及铸型制作，浇注过程一直到热处理，炉子材料及修补，整体且全面的工艺优化工具。

二、软件特点：
MAGMASOFT适用于所有铸造合金材料的铸造生产，范围自灰铁铸造，铝合金砂型铸造，到大型铸钢件铸造。

MAGMASOFT更针对不同的铸造工艺设计专用的模块。

它运用仿真传热及流体的物理行为，加上凝固过程中的应力及应变，微观组织的形成，可以准确地预测铸件缺陷，改善现有工艺的效率，提高铸件质量。

铸型的充填、凝固、机械性能、残余应力及扭曲变形等的模拟为全面最佳化铸造工程提供了最可靠的保证。

三、模块及功能介绍：
1、项目管理模块：
创建工程和版本，并对其进行编辑，为整个仿真计算过程创建一个独立的内存空间。

2、前处理模块：
进行几何实体建模或者导入其他3D软件建好的模型，并对模型进行网格划分，为主处理模块中的仿真计算做准备。

3、主处理模块：
对各计算过程（场）的全过程工艺参数进行输入，并进行过程计算。

4、后处理模块：
可以对模拟所得的充型、凝固、缺陷分析等各结果进行查看，通过三维视图显示对运算结果进行评估。

5、热物理特性数据库模块
热物理特性数据库包含丰富的材料性能数据，用户可根据需求选择材料，
也可以对数据库进行扩展，自行添加材料。

ProCAST说明书第一章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。

软件世界　铸造已有五千年悠久历史中国古代在铸造方面的技术成就已是人类文明的重要组成部分随着计算机和ＣＡＤ／ＣＡＥ技术的迅猛发展６０年代开始凝固和冷却中的流场通过仿真可以对铸件质量进行预报通过对工艺参数的分析研究从而确保铸件质量ＰｒｏＣＡＳＴ软件是美国ＵＥＳ公司开发的铸造过程仿真分析软件在国际铸造界享有很高的声誉ＰｒｏＣＡＳＴ模块ＰｒｏＣＡＳＴ是针对铸造过程进行流动－传热－应力耦合作出分析的系统有限元网格划分ＭｅｓｈＣＡＳＴ流动分析Ｆｌｕｉｄ　ｆｌｏｗ热辐射分析Ｒｅｄｉａｔｉｏｎ电磁感应分析Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ这些模块既可以一起使用１．　有限元网格划分模块可以有两种方法生成有限元网格ＰＡＴＲＡＮＧＦＥＭＡＮＳＹＳ等软件中直接读取有限元模型ＰＡＲＡＳＯＬＩＤ２．　基本模块前处理边界条件等后处理可以对各种仿真结果进行显示温度速度热辐射通量补缩长度冷却速度ＮＩＹＡＭＡ准则数缩孔显微组织塑性变形和接触压力任意温度的等时线等Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ流动方程２气体模型压铸和金属型主宰的排气塞　滤模型以及金属在过滤网中的压头损失和能量损失跟踪夹杂物的运动轨迹及最终位置５以Ｃａｒｒｅａｕ－Ｙａｓｕｄａ幂律模型来模拟塑料粉末等的充型过程６用以模拟高压压力铸造条件下的高速流动７分析泡沫材料的性质和燃烧时产生的气体背压和铸型的透气性对消失模铸造充型过程的影响规律８用以模拟离心铸造和倾斜浇注时金属的充型过程在模拟金属充型方面ＰｒｏＣＡＳＴ提供了强大的功能包括铸件型芯和冷铁等塑性变形应力分析模块包括的求解模型有６种塑性铸件铸件疲劳预测最终铸件形状预测熔模精铸等过程的热辐射传热问题　软件世界　灰体净辐射法自动计算视角因子并提供了能够考虑单晶铸造移动边界问题的功能工件在热处理炉中的加热以及焊接等方面的问题从而模拟出铸件各部位的显微组织包括等轴晶模型将这几种模型相结合Ｆｅ－Ｃ合金专用模型共晶／共析灰口／白口铸铁７．　电磁感应分析模块电磁感应分析模块主要用来分析铸造过程中涉及的感应加热和电磁搅拌等问题流动８．　反向求解模块利用实际的测温数据来确定数值模拟的边界条件和材料的热物理性能在实际应用技术中首先对铸件或铸型的一些关键部位进行测温将测温结果作为输入量使技术的温度／时间曲线和实测曲线吻合二ＦＥＭ与有限差分法相比特别适用于模拟复杂铸件成型过程中的各种物理现象　好的几何描述能力而ＦＤＭ只能以阶梯形简化描述曲面２如需局部网格细化把细化影响到整修模型　以弹性弹粘塑性模型进行应力和热的耦合分析时只能采用有限元法因而不能进行应力分析４由于有限元法能够精确描述曲面边界而有限差分法在描述铸件曲面边界时　在精确处理辐射传热问题时要求准确地描述外表面及相应方位ＦＤＭ无法处理复杂的辐射问题传热能够模拟铸造过程中绝大多数问题和许多物理现象ＰｒｏＣＡＳＴ提供了能够考虑气体高压能够模拟出气化模铸造压力铸造并能对注塑压制粉末等的充型过程进行模拟ＰｒｏＣＡＳＴ能够对热传导尤其是引入最新＂灰体净辐射法＂模型在应力分析方面使其具有分析铸件应力在电磁分析方面以上的分析可以获得铸造过程的各种现象铸件最终质量的模拟和预测而不以铸造方法进行模块划分还能够模拟出热处理和焊接等方面的问题使用户可以灵活地应用软件解决多种工艺问题通过提供交互菜单ＰｒｏＣＡＳＴ具有全面的在线帮助ＰｒｏＣＡＳＴ通过提供和通用机械ＣＡＤ系统的接口ＰｒｏＣＡＳＴ还可以将模拟结果直接输出到ＣＡＤ系统接口这使得ＰｒｏＣＡＳＴ极易与具有设计实现数据共享５．　ＰｒｏＣＡＳＴ可以在基于ＵＮＩＸ操作系统的工作站上运行。

THERCAST®——铸造成型仿真软件世界最佳的连铸工艺和模铸工艺的数值模拟软件。

THERCAST®仿真软件是一套三维有限元模拟软件系统，主要用于模拟、预测、分析、优化钢铁以及其他金属的铸造工艺。

在设计、优化、启动、运行新的铸造过程或者优化现有铸造过程时，该软件系统均能有效节省时间、降低成本、提高质量。

THERCAST®仿真软件能持续监控温度随时间变化的趋势，跟踪生产环节中任意一点或区间的压力以及其他属性，为后续工艺处理提供合理建议，并为后续工艺处理提供有效模拟数据。

THERCAST®仿真软件适用铸造工艺：连续铸造工艺砂型铸造工艺熔模铸造工艺高（低）压铸造工艺消失模铸造工艺THERCAST®仿真软件主要功能精确模拟真实的铸造过程THERCAST®软件的显著优势是能够精确地模拟铸造过程的每个方面。

您可以使用软件设计新的铸造流程，或者改进现有铸造流程，通过软件获得的结果甚至比您实际参与铸造流程还要清晰。

提高质量、降低成本，消减能耗，保障生产安全。

热机械基础THERCAST®软件基于非稳态的三维有限元算法，将铸造流程中的多种热力属性和机械属性集成在单独的模型和算法内，极大的提高了软件的精度，为计算提供更多所需的准确信息，如预测空气间隙等条件可能造成的裂纹、热裂、胀鼓、铸漏等缺陷。

性能和可扩展性THERCAST®软件优化了快速矢量和矩阵算法，保障了数据在处理器和内存之间的高速交换。

同时拥有强大的并行处理能力，最大限度的发挥了无限核心处理器的功能。

并行处理能力基于SPMD(单进程、多数据)技术，能够提高性能，减少模拟耗时，大幅提高处理能力。

安装方便，操作简单THERCAST®软件拥有功能强大、简洁直观的用户界面，最大限度的缩减了培训时间。

使用系统的默认值设置可以尽量缩短安装过程。

模块化的功能也能让流程设计或者流程改进时的建模变得更加简单，其构架和许可证保障了适用于不同环境和用户。

铸造模拟仿真软件操作方法
铸造模拟仿真软件的操作方法通常包括以下几个步骤：
1. 启动软件：双击软件图标或者在开始菜单中找到软件并点击启动。

2. 创建模型：在软件中选择一个可以铸造的物体模型，并将其导入到软件中。

可以通过导入现有的CAD文件或者手动创建模型。

3. 设置材料参数：在软件中设置要使用的材料的参数，包括铸造温度、熔化温度、热传导率等。

4. 设置工艺参数：根据具体铸造工艺，设置一些参数，如液态金属的注入速度、冷却时间等。

5. 设定边界条件：设置模型的外部边界条件，如环境温度、表面传热系数等。

6. 运行仿真：点击运行按钮开始进行仿真。

软件会根据所设置的参数对模型进行铸造过程的仿真，并生成相应的结果。

7. 分析结果：根据仿真结果，对铸造过程进行分析，并根据需要修改参数和重新运行仿真。

8. 导出结果：最后，可以将仿真结果导出为报告、图像或者其他需要的格式。

不同的铸造模拟仿真软件可能还有其他的具体操作方法，具体操作步骤可能会有所不同。

因此，在使用具体软件之前，最好参考相应的软件使用手册或者在线教程来获取详细的操作方法和指导。

三种铸造模拟软件对大型薄壁复杂铝合金舱体件低压铸造模拟对比分析近年来，随着工业技术的不断发展和进步，大型薄壁复杂铝合金舱体件在航空航天、汽车制造等领域中得到了广泛应用。

在生产过程中，低压铸造是一种常用的方式。

为了提高铸件的质量以及生产的效率，铸造模拟软件的应用变得越来越重要。

本文将比较分析三种铸造模拟软件在大型薄壁复杂铝合金舱体件低压铸造模拟中的优缺点。

首先，我们介绍一下三种铸造模拟软件。

第一种是ProCAST软件，它是由法国ESI集团研发的一款CAD/CAM软件。

第二种是MAGMAsoft软件，它由德国MAGMA公司开发，具有高效准确的铸造仿真能力。

第三种是FLUENT软件，它是ANSYS公司的产品，主要用于流体动力学和热传导模拟。

对于大型薄壁复杂铝合金舱体件低压铸造模拟而言，首先需要考虑的是模型的建立和几何形状的准确度。

经过对比发现，ProCAST软件在模型的建立和几何形状的准确度方面表现出色。

其次，我们需要考虑材料性能和铸造过程的参数。

MAGMAsoft软件在材料性能和铸造参数方面提供了丰富的选项和准确的模拟分析。

最后，我们需要考虑流体动力学和热传导等方面的模拟能力。

FLUENT软件在这方面表现出强大的功能和精确的计算。

在比较分析的过程中，我们选择了一个大型薄壁复杂铝合金舱体件的实际案例，将三种铸造模拟软件应用于该案例中进行仿真。

从仿真结果来看，三种软件在模拟效果上都具有一定的优势和准确性。

然而，每种软件在不同方面存在一些差异。

首先，ProCAST软件在模型建立和几何形状准确度方面表现出色。

其具有精细的网格划分和准确的几何形状还原，能够很好地模拟出铝合金舱体件的形状和微观结构。

其次，MAGMAsoft软件在材料性能和铸造参数方面具有丰富的选项和准确的模拟分析能力，能够很好地预测铸造过程中的缺陷和变形。

然而，FLUENT软件在流体动力学和热传导模拟方面具有明显优势。

它能够精确地计算出流体在铸型中的流动情况和热传导过程，能够提供更加准确的温度和压力分布。

【软件介绍】MAGMA SOFT铸造仿真软件MAGMA SOFT铸造仿真软件是全球最佳的压铸铸造软件工具，为铸造业提供改善铸品品质，制程条件，降低成本，增加竞争力的唯一选择。

铸型的充填、凝固、机械性能、残余应力及扭曲变形等的模拟为全面最佳化铸造工程提供了最可靠的保证。

以往只有对铸造工程参数及铸造质量的影响因素有透彻的了解，才能使铸造工程师对生产高质量的铸件拥有信心。

传统的方法对铸造工程的最佳化工作既耗资又费时，时程的压力使得很多铸造工程无法发挥全面的潜力。

MAGMASOFT软件中的专用模块满足您独特的需求。

MAGMA standard 标准模块包括:Project management module 项目管理模块Pre - processor 分析前处理模块MAGMA fill 流体流动分析模块MAGMA solid 热传及凝固分析模块MAGMA batch 制程仿真分析模块Post - processer 后处理显示模块Thermophysical Database 热物理材料数据库MAGMA lpdc 低压铸造专业模块MAGMA hpdc高压铸造专业模块MAGMA iron铸铁铸造专业模块MAGMA tilt 倾转浇铸铸造专业模块MAGMA roll-over浇铸翻转铸造专业模块MAGMA thixo 半凝固射出专业模块MAGMA stress 应力应变分析模块MAGMA disa 制程模块使用MAGMASOFT铸造仿真软件则是最经济、最方便的方式，它为以最低的成本生产高质量的铸件提供正确有效的解决方案。

MAGMASOFT铸造仿真软件的应用︰;铸造部件设计的开发;最佳化生产制程;新模具的生产;现有模具及铸型的更新;能源及材料方面的需求;清理工耗及费用;质量控制及完善工程档案;报价交货及时;以模拟结果获致客户信心，取得市场利基MAGMA SOFT直接协助工程师达成下列目标︰;铸造工艺及铸造材料的最佳化选择。

THERCAST®——铸造成型仿真软件世界最佳的连铸工艺和模铸工艺的数值模拟软件。

THERCAST®仿真软件是一套三维有限元模拟软件系统，主要用于模拟、预测、分析、优化钢铁以及其他金属的铸造工艺。

在设计、优化、启动、运行新的铸造过程或者优化现有铸造过程时，该软件系统均能有效节省时间、降低成本、提高质量。

THERCAST®仿真软件能持续监控温度随时间变化的趋势，跟踪生产环节中任意一点或区间的压力以及其他属性，为后续工艺处理提供合理建议，并为后续工艺处理提供有效模拟数据。

THERCAST®仿真软件适用铸造工艺：连续铸造工艺砂型铸造工艺熔模铸造工艺高（低）压铸造工艺消失模铸造工艺THERCAST®仿真软件主要功能精确模拟真实的铸造过程THERCAST®软件的显著优势是能够精确地模拟铸造过程的每个方面。

您可以使用软件设计新的铸造流程，或者改进现有铸造流程，通过软件获得的结果甚至比您实际参与铸造流程还要清晰。

提高质量、降低成本，消减能耗，保障生产安全。

热机械基础THERCAST®软件基于非稳态的三维有限元算法，将铸造流程中的多种热力属性和机械属性集成在单独的模型和算法内，极大的提高了软件的精度，为计算提供更多所需的准确信息，如预测空气间隙等条件可能造成的裂纹、热裂、胀鼓、铸漏等缺陷。

性能和可扩展性THERCAST®软件优化了快速矢量和矩阵算法，保障了数据在处理器和内存之间的高速交换。

同时拥有强大的并行处理能力，最大限度的发挥了无限核心处理器的功能。

并行处理能力基于SPMD(单进程、多数据)技术，能够提高性能，减少模拟耗时，大幅提高处理能力。

安装方便，操作简单THERCAST®软件拥有功能强大、简洁直观的用户界面，最大限度的缩减了培训时间。

使用系统的默认值设置可以尽量缩短安装过程。

模块化的功能也能让流程设计或者流程改进时的建模变得更加简单，其构架和许可证保障了适用于不同环境和用户。