AnyCasting 模拟软件使用说明

模拟条件 (设置设备)
• 浇包/坩锅模型
–输入数据
指定容器的熔体百分比 熔体温度
–附加压力
大气压 （默认值）
–浇注方式
不断的浇注 (容器中熔体始 终保持不变) 一次性浇注 (容器中的熔体 将会变化) 漏包浇注 (浇口条件必须设 置在浇口面上)
求解条件 (求解方法)
• 充型过程
模拟条件（基本过程）
• 任务指定
–工艺类型
第1类 : 非金属模 (砂铸，熔模铸造) 第2类 : 金属模 (金属模,重力倾转铸造 ) 第3类 : 压力类 (压力铸造, 低压铸造, 真空压铸, 挤压铸造, 半 固态压铸) 第4类 : 特殊类 (离心铸造, 电渣熔铸, 平模流铸)
–分析类型
求解条件 (求解方法)
• 热传导及凝固分析
– 求解目标 : 求解器自动设定求解目标
– 求解类型 : 显式 或 全隐式, 混合法 (0 ~ 1, 默认值=0.5) – 迭代目标 :迭代法求解的目标变量
– 迭代方法 : 仅超松弛迭代
– 松弛因子 : 超松弛迭代 (1 ~ 2, 默认值=1.6) – 收敛判据 : < 0.01, 默认值=0.01 – 最大迭代步 : > 50, 默认值 =100 (推荐值 80 ~ 120) – 时间步长权重 : 求解器加速权重 (默认值=30) – 最大时间步 : 时间步长最大值
求解条件(结束及输出条件)
• 结束条件
– – – – 充型率 凝固率 时间 最高温度
•
输出条件
– 充型率
– 凝固率 – 时间
anySOLVER
作为AnyCasting™的求解器，anySOLVER能够根据设定， 计算流场和温度场。 铸造成型模拟包括计算熔体充型过程的流动分析和熔体凝 固过程的传热/凝固分析。只有在两个分析都准确的前提下才 能正确预测可能造成缺陷的区域。
直接浇铸 : 用于浇包直接浇铸 估计充型时间 : 当浇口速度为常数时
• 重力加速度方向大小设定
模拟条件(可选模块)
• 收缩模型 • 流体模型 • 半固态模型 • 微观组织模型 • 氧化/夹渣模型
• 循环工艺模型
• 真空/出气口模型 • 重力倾转模型
模拟条件(设置设备)
• 传感器
– 检查特定位置的结果 – 速度，压力，温度值
–涂层
从材料数据库中设定 “涂层 材料” 输入 “热导率”, “涂层厚 度”
模拟条件（基本过程）
• 浇口条件
– 充型过程中 温度条件 : 浇铸温度设定 流动条件 : 浇口速度 (或 浇口压 力 或 浇口高度) – 充型结束后 温度条件 :
充型结束后浇口面暴露在环境中的热交 换条件
– 高级选项
– 充型分析包括 : 假设型腔 为空气 (中空的) – 仅热、凝固分析 : 假设型腔为熔体的浇铸 温度 (已充满)
–边值条件
每个平面与外界的热交换条 件 (± X, ± Y, ± Z) 正常 (默认值)
模拟条件（基本过程）
• 热传导模型
–热交换系数
自动设定 两相邻材料之间 (从 HTC 数据 库中读取) 用户自定义 选择铸造工艺类型并应用
特别设备
热电偶 管道 浇包/坩锅 制动器 升液管 出气口 循环工艺
热/凝固 力学
能量方程 收缩模型 微观组织结构模型 溶质扩散模型 各种热传导系数模型 力学性能预测 壳模生成
材料数据库
anySOLVER
应用领域
非金属模 (砂铸,熔模铸造) 金属模 (金属模重力, 重力倾转) 压力型 (高压铸造, 低压铸造, 真空压铸, 挤压铸造,半固态铸造) 其他特种 (离心铸造, 电渣熔铸, 平模流铸)
力学性能
维氏硬度 抗拉强度 延展率
进程结果文件
– 温度,压力, 速度 – 存储的时间
anyDBASE
作为一个能概括铸造成型中熔体，模具和其他材料性能的 数据库管理程序，anyDBASE主要分为常规数据库和用户 数据库。常规数据库提供了具有国际标准的常用材料性能， 而用户数据库使用户能保存和管理修改或附加的数据。用 户能简单的选择感兴趣的材料而不需要输入几百种不同的 材料性能。另外，它还提供每种材料的传热系数，提高了 程序的方便性。
anySolver用户界面
选择项目文件按钮 模拟进度图标 (运行或暂停)
Hale Waihona Puke 充型进度条 凝固进度条 模拟总体信息
模拟特别信息 退出按钮 启动，暂停，重 启动按钮
停止 (保存和退出) 按钮
anySOLVER的实现过程
流体力学
全三维 Navier-Stoke方程 自由表面跟踪方程 粘度模型 紊流模型 表面张力模型 重力及离心力
充型时间& 顺序 凝固时间 & 顺序
简单收缩分析
温度梯度 界面移动速度倒数 冷却速率 局部凝固时间 固体分数等值线 残余熔体模数 残余熔体体积 残余熔体表面积
微观组织预测
溶质扩散长度 热扩散长度 毛细管长度 组合微观结构 长度比例 二次枝晶臂间距 形核密度 晶粒尺寸
高级铸造分析
整合缺陷参数 缺陷参数概率
输入 & 输出文件
• 输入文件
– 所有文件都在自动生成的文件夹 “prp file name_Res”里 – 指定读取文件
prefix.rlt : anyPOST基本数据
– 无需指定的文件
prefix.msh : 网格信息 prefix.acr : 进程结果 prefix.acf : 最终结果 f : 充型顺序 prefix.tcs : 凝固时间 prefix.sen : 传感器结果 prefix.tlt : 重力倾转铸造中旋转信息
anyPRE用户界面
菜单栏 工具栏 切换窗口 图形窗口
实体窗口
状态栏
创建及修改实体
• 导入3D CAD文件 : STL 文件 • 定义及术语
– 实体 :在anyPRE中构成铸造系统域的最小单元 – 域 : 被离散为细小体积集合的区域
• 实体可视化
– 打底模式 (实体, 线框, 实体+线框), 颜色, 透明度, 不可见 – 属性 : 体积, 表面积, 模数，重量
anyPRE
作为AnyCasting™的前处理程序，anyPRE可以实现 CAD模型的导入，有限差分网格的划分，模拟条件的设置， 并调用AnySOLVER进行求解。使用anyPRE，可以进行多 种设置包括工艺流程和材料的选择来模拟铸造成型过程，
设置边界、热传导和浇口条件，也能通过特殊功能模块来
设置一些设备和模型。另外，你还可以通过anyPRE提供 的CAD功能来查看、移动/旋转实体坐标系统。
《热加工数值模拟》实验课
AnyCasting 模拟软件使用说明
薛 祥 王跃平
AnyCasting模块
视图及主菜单结构
• 视图菜单
– 投影模式 : 全景视图 及 等轴 视图 – 视图模式 : 实体, 网格, 网格线 – 视角 : ± X, ± Y, ± Z 视角 及 用户自定义视角 – 旋转 左, 右 及 沿轴向 – 放大 及 缩小 及 全视窗 – 上一视角, 重新安排视角 – 平移, 自由旋转, 快速移动
• 修改实体
– 变换: 平移及转动 – 删除 – 合并及拆分
创建及修改实体
• 装配控制
基本浇道系统 产品 A
浇铸系统 A 浇口 A (侧浇口)
部件合并 部件替换
产品 B
浇口 B (底浇口)
浇铸系统 B
网格剖分
• 设置实体特征及属性
– 浇铸系统 – 铸型 – 附属物 – 附件
型腔 内浇口 浇道 活塞 浇包 溢流槽 孔塞 升液管
anySOLVER基本操作
• 运行 anySOLVER
– 通过 anyPRE 运行 : Launching Condition > Run – 通过 anySOLVER 运行: anysolver.exe
• 启动模拟
– 点击 Open Project 按钮 : 选定 prefix.prp 文件 – 自动检查硬盘空间 – 点击 Start 按钮
传感器
传感器列表 传感器信息
截面
鼠标选择模式
模拟条件(设置设备)
• 制动器
–设定指定的实体为制 动器 –输入数据 : 作用时 间, 指定容器的体积 分数. –当从浇包直接浇注时， 设定体积分数
模拟条件 (设置设备)
• 升液管
–设置实体为升液管 –输入数据 : 升液管失 效时间, 固体分数, 空 气温度 –通常用于低压铸造
• 暂停 / 继续 • 保存进度结果
– 可以随时保存 “acf, acr, mid” 文件
• 退出程序
– 自动终止: 达到终止条件 – 强行终止 : Exit 按钮 (Restart “mid” file saved or not)
• 重新运行
anyPOST
作为AnyCasting™的后处理器，anyPOST通过读取anySOLVER 中生成的网格数据和结果文件在屏幕上输出图形结果。 使用anyPOST，可以用二维和三维观察充型时间，凝固时间，等 高线（温度，压力，速率）和速度向量，也可以用传感器的计算结果 来创建曲线图。这个程序具备动画功能使用户把计算结果编辑成播放 文件，通过结果合并功能来观察各种二维或三维的凝固缺陷。
With Without
均匀网格
0 X axis Y axis Z axis
网格总数
· 非均匀网格 113 × 70 × 36 = 284,760 · 均匀网格 268 × 142 × 70 = 2,663,920
模拟条件（基本过程）
• 任务指定
• 材料设定
• 初、边值条件
• 热传导模型 • 浇口条件 • 重力设定