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Procast相关参数设置⼀览相关参数设置⼀览PRECAST中参数的设置（USER PRE-DEFINED RUN PARAMETER）⼀. GENERRAL1.） STANDARDNSTEP 2000 定义模拟时间总步数，时间步数达到该步数时，模拟终⽌TFINAL 1 +000 定义ProCAST模拟时间（如同时定义TFINAL 和NSTEP，哪个先达到，按哪个终⽌模拟）TSTOP 2 +000 定义模拟分析终⽌温度INILEV 0 定义初始步数，第⼀次模拟INILEV＝0，如继续某⼀步数模拟，INILEV＝继续模拟步数，（该步长数必须为输出步长的整数倍）。
DT 1 定义时间初始时间步长DTMAX 1 +000 定义最⼤时间步长TUNITS 2 （K C F）温度输出单位VUNITS 1 速度输出单位PUNITS 5 压⼒输出单位QUNITS 1 热流输出单位（这⼏项是设置单位的，数字对应着可选项的顺序数）2）ADVANCEDNRSTAR 5 定义允许重新计算次数NPRFR 1 定义⽂件输出频率PRNLEV 0 定义输出节点某项结果，默认值＝0＝0，不输出＝1，输出节点速度＝8，输出节点压⼒＝16，输出节点温度＝64，输出节点涡流强度＝128，输出节点涡流分散率＝1024，输出节点位移＝8192，输出⾯热流＝32768，输出节点磁热能SDEBUG 1 定义调试信息，默认值＝1＝0，不记录调试信息＝1，在⽂件中记录求解情况、时间步长控制、⾃由⾯模型AVEPROP 0 定义计算每个个单元属性⽅法＝0，计算每个⾼斯点属性＝1，计算单元中⼼属性，以其作为整修单元平均值CGSQ 0 定义CGSQ求解，默认值＝0 ＝0，使⽤默认TDMA求解＝1，使⽤CGSQ求解U⽅程＝2，使⽤CGSQ求解V⽅程＝4，使⽤CGSQ求解W⽅程＝16，使⽤CGSQ求解能量⽅程＝64，使⽤CGSQ求解涡流强度⽅程＝128，使⽤CGSQ求解可压缩流动密度⽅程LUFAC 1 定义CGSQ求解预处理参数DIAG 16384 对于对称求解，定义DIAG求解项（diagonal preconditioning flag）＝0，对所有采⽤Cholesky预处理＝8，对压⼒采⽤DIAG预处理＝16，对能⼒采⽤DIAG预处理＝16384，对辐射采⽤DIAG预处理NEWTONR 打开能量⽅程NEWTON Raphson开关USER 0 定义⽤⾃定义参数TMODS +000 定义⼀般步数，时间步长修正因⼦，如当前时间步长≤NCORL，后继时间时间步长＝当前时间步长*TMODS；如当前时间步长≥NCORL，后继时间步长＝当前时间步长/TMODSTMODR 定义重新计算时间步长修正因⼦，TMODR值⼩于1，如果不收敛，重新计算步长＝当前步长*TMODR CONVTOL 定义⾮对称TDMA求解收敛误差⼆. THERMAL1） STANDARDTHERMAL 1 ＝1，执⾏热分析模拟，并将温度选为基本变量TFREQ 10 定义温度数据输出频率POROS 1 定义是否执⾏缩松/缩孔模拟分析＝0，不执⾏缩松/缩孔模拟分析＝1，执⾏缩松/缩孔模拟分析＝2，执⾏缩松/缩孔模拟分析，并与溶解⽓体有关MACROFSPIPEFSGATEFEED 02） ADVANCEDQFREQ 10000 定义热量数据输出频率USERHO 1FEEDLEN 3 +000MOBILE 定义活动因⼦，该参数是液态⾃由⾯失去流动性的临界值，默认值为LINSRC 0 微结构分析时，定义source term 线性化参数CONVT 1 +000 定义温度收敛判据，定义值不应超过液固相区TRELAX +000 定义温度驰预参数，该参数⽤于计算某⼀预测步长对温度场的初始假设，默认值为1CRELAX +000 定义热容释放参数CLUMP +000 定义电容矩阵团因⼦CINIT三.FLOW1）STANDARDFLOW 3 —定义是否执⾏流动分析，如果材料属性为⾮“F”默认值为0，如果材料属性为“F”，默认值为1＝0，不执⾏流动分析＝1，执⾏流动分析＝3，填充时执⾏流动分析，但当充满后，且NCYCLE＝1时，只执⾏热分析＝5，利⽤边界单元法，计算势流＝9，填充时执⾏流动分析，但当充满后，且NCYCLE>1时，只执⾏热分析FREESF 1 定义⾃由⾯模型，默认值为0＝1，⾃由⾯在动⼒作⽤下的快速填充模型＝2，⾃由⾯在重⼒作⽤下的慢速填充模型＝3，1和2混合模型，根据作⽤条件，在1和2之间转换GAS 0 —定义是否考虑⽓体影响，默认值为0＝0，不考虑⽓体影响＝1，考虑⽓体影响 VFREQ 10 定义速度数据输出频率PREF 7 1 定义参考压⼒，该压⼒是为将绝对压⼒转换为⾼斯压⼒⽽从边界条件压⼒中减去的部分，该参数应⽤于有⽓体、由压⼒界条件驱动的流动、有出⽓孔、有进⽓孔的情况。
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(20)【外角度】............................................................................ (20)【内角度】............................................................................ (21)----------------------- Page 2-----------------------【光源强度】............................................................................ .. (21)环境参数.............................................................................. (22)启用环境特效.............................................................................. (22)阳光衰减半径.............................................................................. (23)太阳亮度.............................................................................. .. (23)黄昏锐利度.............................................................................. . (23)时间.............................................................................. . (24)太阳水平角度.............................................................................. 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(27)风速.............................................................................. . (28)更新环境贴图.............................................................................. (28)材质编辑.............................................................................. (28)漫反射颜色.............................................................................. . (29)漫反射贴图.............................................................................. . (29)透明度.............................................................................. (29)镜面高光颜色.............................................................................. (30)镜面光滑度.............................................................................. . (30)启用环境贴图、启用镜面反射.............................................................................. .. (30)自发光颜色.............................................................................. . (30)自发光贴图.............................................................................. . (31)----------------------- Page 3-----------------------自发光强度.............................................................................. . (31)凸凹模式.............................................................................. .. (31)启用水面波纹.............................................................................. (31)法线贴图.............................................................................. .. (31)材质刷子.............................................................................. .. (32)多功能刷子.............................................................................. . (32)烘焙.............................................................................. .. (32)初始化精度.............................................................................. . (33)计算精度.............................................................................. (33)烘焙模式.............................................................................. .. 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第21卷第10期2009年10月 钢铁研究学报 Journal of Iron and Steel ResearchVol.21,No.10October 2009基金项目:国家自然科学基金资助项目(50874007)作者简介:王金龙(19782),男,博士生,讲师; E 2m ail :wangjlong78@ ; 修订日期:2009204216CAFE 模型机理及应用王金龙1, 赖朝彬1,2, 王福明1, 张炯明1, 任 嵬1(1.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083; 2.新余钢铁公司,江西新余338001)摘 要:分析了CA FE 法模拟凝固过程微观组织的物理本质、数值计算方法,并应用CA FE 法模拟了易切削钢9SMn28的三维微观组织,优化了9SMn28的成分。
在CA FE 模型中,形核密度用高斯分布来描述;枝晶尖端生长动力学用KGT 模型进行计算;枝晶生长的择优取向是<100>方向,并可实现枝晶生长的竞争机制;FE 与CA 耦合是通过FE 节点和CA 元胞之间的插值实现的。
易切削钢9SMn28微观组织模拟结果与实验吻合较好,确定的碳、磷、锰、硅、硫的最佳质量分数分别为0115%、0110%、112%、0108%、0136%,并对优化结果进行了模拟,有效地改善了9SMn28的凝固组织。
关键词:元胞自动机2有限元模型;模拟;微观组织中图分类号:T G 142 文献标识码:A 文章编号:100120963(2009)1020060204Mechanism and Application of CAFE MethodWAN G Jin 2long 1, L A I Chao 2bin 1,2, WAN G Fu 2ming 1, ZHAN G Jiong 2ming 1, REN Wei 1(1.School of Metallurgical and Ecological Engineering ,University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083,China ; 2.Xinyu Iron and Steel Co ,Xinyu 338001,Jiangxi ,China )Abstract :The CA FE method simulated 3D 2microstructure in solidification processes was analyzed.The CA FE method is the combination of cellular automaton (CA )model with finite element (FE )method which is a macro 2micro coupling model ,and this method can simulate the competitive growth of columnar grains and equiaxed grains ,the formation of columnar region ,relationship between grain boundary orientation and hot grads ,colum 2nar 2to 2equiaxed transition ,and the shape of equiaxed grains in non 2isothermal temperature field ,etc.The nuclea 2tion density is described by Gaussian distribution in the CA FE model.Calculation of kinetics of the dendrite tip growth is done according to the model of KGT.The crystallographic orientation <100>is selected preferentially ,and the competition of crystal growth is developed directly.The coupling of FE and CA is realized through the in 2terpolation between FE mesh and CA cells.Based on the CAFE method ,3D 2microstructure of 9SMn28free cutting steel was simulated in solidification processes ,and the simulation results are consistent with those of experiment.The composition of 9SMn28f ree cutting steel was optimized ;the optimum C ,P ,Mn ,Si and S contents are 0115%,0110%,112%,0108%and 0136%,respectively.The optimization results were also simulated and the solidifica 2tion structure is improved obviously.K ey w ords :cellular autometion 2finite element model ;simulation ;microstructure 凝固过程的微观组织模拟是指在晶粒尺度上对铸件凝固过程进行模拟,对铸件凝固过程的微观模拟和做少量实验即可预测铸件凝固组织和力学性能。
procast2008安装方法：安装视频地址/v/b/14507890-1304970094.html1：安装软件2：将ESI_ProCAST_2008-0_Corrector.exe复制到安装目录下的：:\Program Files\ESI Group 目录下运行解密。
3：使用License.dat文件。
安装过程需要。
--------------------------------------------注：有些机子还需要做License.dat的配置过程。
如下：1.copy License.dat文件到c:\flexlm文件夹，2.新建军文件空白的debug.log，3.运行c:\flexlm 的lmtools.exe工具，并做如下配置：1) 点到Service/License File项，选"Configuration using Services"这个类型.2) 点击到Config services->新建立：Service Name=ProCAST 2008Path to the Lmgrd.exe File，这个路径指向安装授权服务flexlm目录下的\Lmgrd.exe。
Path to the license File，这个路径指向我们放license.dat（安装中的MAGNiTUDE 文件夹）的地方，按软件安装要求放置，再指向。
Path to the Debug log File，这个路径指向随便先建个Log文件(debug.log)，指向它就是，一般自己会帮你建立了。
再选中“Use Services”各“Check Start Server at Power up”。
再点击：save services.3) 现在选到“Start/Stop/ReRead tab”标签，Start Server，如果提示：server start successful.则说明加载成功！！procast2009安装方法：1) Install ProCAST2009.0 and FlexLM Sever (if you have got FlexLM Server for ProCAST already installed you can skip FlexLM Server installation)2) Open "pam_lmd.lic" in any text editor and replace "host" in string "SERVER host 27000" for your computer real name. Save "pam_lmd.lic"3) Configure and start FlexLM Server for ProCAST using "pam_lmd.lic" file (if you have got FlexLM Server for ProCAST already installed just replace an old LIC-file for this one and ReRead a license file)4) Copy folder "bin" from this crack to <ProCAST2009.0 progdir> (by default "C:\Program Files\ESI Group\ProCAST\2009.0") and replace original one5) 新建用户环境变量：PAM_LMD_LICENSE_FILE 路径：C:\flexlm\pam_lmd.lic注：procast2009需要安装visual-environment 5.0才能查看后处理结果。
实验四 铸件缺陷形成的PROCAST 数值模拟一、实验目的1）利用ProCAST 软件，对照模拟同一铸件的不同铸造方案，了解铸件在铸造过程中可能出现的缺陷；2）分析缩松缩孔、裂纹等缺陷可能出现的原因，并尝试更改铸造工艺，以减少缺陷，改善铸件质量。
二、实验原理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，并且具有可重复性。
而在实际模拟过程中，常见的铸造缺陷有缩松缩孔、裂纹和气孔等。
1. 缩松缩孔金属铸件在凝固过程中，由于合金的体积收缩，往往会在铸件最后凝固部位出现孔洞。
容积大而集中的孔洞被称为集中缩孔；细小而分散的孔洞被称为缩松。
一般认为，金属凝固时，液固相线之间的体积收缩是形成缩孔及缩松的主要原因；当然，溶解在金属液中的气体对缩孔及缩松形成的影响有时也不能忽略。
当金属液补缩通道畅通、枝晶没有形成骨架时，体积收缩表现为集中缩孔且多位于铸件上部；而当枝晶形成骨架或者一些局部小区域被众多晶粒分割包围时，金属液补缩受阻，于是体积收缩表现为缩松。
图4-1 缩孔形成过程示意图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1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。
2. 裂纹金属液接近凝固温度时，收缩量较大，塑性较差，铸件自由收缩受阻而造成热裂以至在随后的冷却过程中产生裂纹，一般位于铸件最后凝固的部位。
热裂形成的过程如图4-2所示，图中c p 为空隙压1即为新山英辅判据，NiYam a C R G /， G —判别区域的局部温度梯度，R —冷却速度，NiYama C —有量刚量。
研究表明，NiYama C 值随铸件大小变化，大件取1.1，小件取0.8。
Procast培训简要教程Procast基本操作指南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meshcast2．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 mesh5．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。
