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基于ProCAST模拟分析水冷铜模制备细晶Al-Si合金的研究

基于ProCAST模拟分析水冷铜模制备细晶Al-Si合金的研究
r e l a t i o ns be t we e n t he s t r u c t ur e mo ph r ol o g y a n d c o o l i n g r a t e .Coo l i n g c ur v e s we r e s i mul a t e d wi t h t he he l p o f
关键 词 :金 属型 ;P r o C A S T ;冷却 速度 ;A1 一 S i 合金 ;晶粒细化 中 图分 类 号 :T G2 9 2 文 献标 识码 :A 文章 编 号 :1 0 0 1 — 4 9 7 7( 2 0 1 3 )1 0 — 0 9 7 3 — 0 6
Pr o d u c t i o n o f F i n e - - Gr a i n e d AI - - Si Al l o y b y Wa t e r - - Co ol e d Co p p e r Mo l d Ba s e d on Pr o CAST So f t wa r e
OC t . 2 01 3

1 O
F O UNDRY
基 于P r o C A S T 模 拟 分 析水 冷 铜 模 制 备 细 晶A l — S i 合 金 的研 究
熊永 超 ,张 静 ,金 云 学 ,林 鹏 ,李 鹏
( 1 . 江苏科技 大学材料科学与工程学 院,江 苏镇江 2 1 2 0 0 3 : 2 . 江 苏科技大 学张 家港校 区冶金 与材料工程 学院,江苏张家港 2 1 5 6 0 0 )
摘 要 :以水冷铜模金属型重力铸造的方法 ,制备细晶A 1 — 7 % S i 和A 1 . 1 7 %S i 合金 ,利用P r o C A S T 模拟凝固过程冷却曲

procast事例模拟2

procast事例模拟2
32。铸件上的热节位置显示
33。铸件冷却收缩距离
34。压铸模具疲劳点显示
35。铸件上容易产生热裂的地方。
总结:
1。对于一个铸件的分析应该包括三个方面,即,充型、凝固、以及铸件模具产生的内应力模拟。
2。一个准确率比较高的模拟应该建立在准确的物性参数上。
3。对结果的分析要有扎实的理论和实践基础,procast不会告诉我们那里有气孔、冷隔、裂纹、浇不足等,这些判断需要我们利用它提供的各个场量去分析判断,而且模拟的目的是给实践提供指导,节约新产品试制成本。而不是能否得到显示。所以力求准确。
4。procast铸造模拟分析里面设置参数很多,但是针对不同的铸造方法,参数的设置又有许多不同的设置要求。比如:显示铸件气孔、缩孔、缩松的位置和大小,就有至少三四种方法,而且各个方法的精度又不相同。这些需要设置不同的地方才能得到结果。金属型铸造时参数的设置与压铸有很大的不同,还有离心铸造,融模铸造等参数设置都有取舍之处,(需要对参数仔细分析)。
5。划网格的时候需要经验,划的多了就知道那些需要去除、相反,同样的错误提示,却需要保留。
6。各个场的耦合,由需要来取舍,可以三个场耦合,又可以两个场耦合或者一个一个叠加耦合。
以上是本人不是很全面的压铸总结,希望对需要学习压铸的你,能有所帮助,总结不是很全面,如果想起再添加吧。
25。铸液在充型时的流动压力显示
26。铸液充型时紊流能量显示
27。快充满时的气体余量
下面是应力模块结果显示:
28.铸件上的有效应力梯度
29。铸件上的最大剪切应力梯度
29。铸件上平均主应力梯度
30。铸件上的接触应力梯度
30。铸件上的有效应变梯度
31。铸件网格变化大小(白色为变形前的铸件,红色为变形后的铸件)

procast模拟连铸

procast模拟连铸
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非稳态模拟-Geometry menu
由于MiLE算法不支持View Factors(ON)的辐 射计算,所以不必定义对称关系,而只需要在 Boundary Conditions中定义。 MiLE算法不能使用Virtual mold。 菜单中显示的体积是原始模型的体积,而非折 叠层展开后的体积。
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稳态设置-流场耦合-曲线(薄 带)
同样的,对于所有的流场计算都要在浇口顶部设置压力条件。
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连铸模拟小结
对于温度场计算,热、流动耦合计算,都要计 算非稳态过程。达到稳态后者所用的计算时间 比前者要多很多。例如:实际50s达到稳态, 前者需要60step,而后者需要170step。 一般先计算温度场,达到稳定态,然后提取稳 态温度场作为初始条件进行耦合计算,这样达 到稳态的时间会少很多。 带浇口的模型一定要注意,入口速度,并且在 整个浇口面设置强制温度,在后面的偶合计算 时要去除。
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非稳态模拟-Accordion(折叠 层)
选择下游折叠面设置为Accordion,并添加相应的Accordion条件,设置参 数:层数、单元厚度。 设置的层数不能太多,因为在计算开始时(Datacast),所有的层都同时 建立。为了控制计算模型大小,折叠层的总厚度不要超过延伸长度太 多。

procast简单零件教程-考试步骤参考

procast简单零件教程-考试步骤参考

1、打开procast软件的MeshCast~~准备划分网格~选File-Open~然后指向你的那个igs文件,记得让igs文件的文件夹不能是中文,中文的话会出错导进来了吧··接着如下图,在右下角的地方输入个数字,越大模拟的越快,不过越不准确!输入完数字按下回车,然后点击划分网格,2、划分完点下旁边的眼睛就能看到你划分的网格了,接着点最后那个绿的三角,GO~~进入下一阶段,接着按下图的顺序依次点击!!然后可以退出了·记得保存下··有人问了··我到底生成的是个什么格式的文件···答:这时候生成的是个*.mesh文件,就是一个体网格文件,关闭MeshCast了吧··接下来·,打开Precast,然后同样·File-Open~指向你那个zhujian.mesh 文件打开后如图···先选择浇注液体的材料~~如下图按顺序点就可以了···呵呵······接下来设置速度和heat的数值~如下图接下来选参数作用的平面··这个是heat的~~PROCAST里的按钮你按完不是自动复位的··要在按一下才能进行其他操作!!!:)这个是设置重力的··初始温度后按回车就可以了所有参数都设置完了··保存关闭吧!!希望能模拟成功!我们继续这步完后出来个DOS窗口···听说是转变二进制准备计算的···忘了·刚才··不好意思·DateCast后是Procast~~~如果出现上面的DOS窗口··说明开始模拟拉···接下来就是等待拉···下面是模拟的结果···呵呵··本帖不能说明什么··就是想给刚接触procast的朋友一个开胃果··这些都是最简单的东西···+ p2 O) v. d! t就是网格有点密,要不也该算完了1 _' R" z7 l# D; D材料弄错了,我弄成了铁基合金,所以温度加到了1600,不知道是否会有问题。

铸件缺陷形成的PROCAST数值模拟

铸件缺陷形成的PROCAST数值模拟

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模拟连铸

procast模拟连铸
在折叠区,MiLE能够计算 得到连续的温度、凝固 率、速度、压力场。 采用传输设置,折叠区及 其下区域同时向下移动。 MiLE算法只能模拟竖直连 铸,不能模拟曲线、薄 带。 但可以完全耦合热-流动应力。唯一的限制就是: 固相不能穿过折叠面,可 以通过设置非平面折叠面 来避免该情况的发生。
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稳态设置-流场耦合-nozzle
设置浇口速度,等效铸造速度 (铸造速度乘以面积比)
上表面其他节点设置为Wall
在浇口上设置压力边界条件
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非稳态模拟-网格
带浇口的模型, 浇口深度不能穿 过上游区。如果 浇口很深,凝固 区又很高,可以 采用如图所示的 非平面界面。 当采用非平面时要注意: 1、折叠面不能和铸造方向平行。 2、不能有内凹角。 3、在数学方面,必须是单值公式(一个x值对 应一个y值) 4、侧面不能太陡,避免产生变形严重的单 元。
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稳态设置-流场耦合
设置铸件外表面为Wall(速度为 0)。 如果铸件-模具为非连续网格界面, 该面也需要设置为Wall。(注:大 平面为对称面)
在温度场的基础上添加入口、出口 速度。如果入口处没有喷嘴,或入 口面积等于铸件横截面。则速度等 于铸造速度及固态传输速度。

ProCAST压铸模拟仿真详细操作步骤

ProCAST压铸模拟仿真详细操作步骤

1 绘制模具的三维模型绘制好模具的三维模型(可以是装配体也可以是多个零件体,但用零件体的话需要注意坐标应该对应,这里用装配体)1.1 这是简化的模具(已经将压室空腔添加到里面)1.2 这是一个简单的活塞1.3 这是装配好的模具2 划分网格前的准备工作2.1 将模具三维模型导入ProCAST软件的Visual Mesh模块打开软件切换到Visual Mesh 模块点击Open File打开保存好的装配体文件切换显示方式(为了便于查看,可以在几种显示方式之间切换)2.2 检查几何模型是否有缺陷点击check进行检查显示No problem identified点击close关闭此窗口2.3 检查并合并实体间的相交面点击check显示实体之间没有相交面点击close关闭窗口2.4 检查实体之间是否有相交点击check检查显示有一个相交点击Intersect All点击Close2.5 利用实体内的空腔生成铸件和浇注系统在volume上右键单击然后选择compute volumes(有时在进行相交操作时会自动生成)生成如图所示带有浇注系统的铸件3 划分网格3.1 划分面网格点击图标Surface Mesh设置参数如图所示点击Mesh All Surfaces生成面网格点击Close3.2 检查面网格并修复点击如图所示图标点击check修复面网格,直到显示surface mesh is ok点击Volume Mesh框选实体点击mesh点击Close3.4 检查体网格点击check显示volume mesh is ok点击close切换到Visual Cast模块在Volumes上右键单击然后选择edit设置如图所示将铸件体分为一组,设置填充率为50%,意思为金属液占整个空腔的50%。

设置好后点击Apply,然后点击Close关闭4.2 设置界面热交换条件在Interface HTC上右键然后选择edit设置各个界面的条件如图所示设置好之后点击Apply然后点击Close关闭在Heat Exchange上右键然后选择New点击Region选择所有外表面(所选的面变为红色)下拉选择冷却条件为Air Cooling然后点击Apply,点击close关闭4.4 设置活塞的运动参数右键Translate V(t)然后选择New点击Volume选择活塞,然后点击OK关闭窗口下拉选择user,然后点击+号修改名字为Piston(此处根据个人习惯也可不修改)设置活塞运动速度(此处应注意活塞的运动方向,根据坐标系统活塞应该具有的运动方向来设置)设置运动参数曲线点击带有波浪线的图标依据需要设置运动速度,然后点击Finish,Save,Close点击Apply,点击Close点击Cast下拉选择gravity vector/tilt依据需要设置正确的重力方向,设置好之后点击Apply,点击Close关闭点击Cast下拉选择simulation parameters在Pre-defined parameters栏中下拉选择HPDC Filling在Flow中勾选Avanced1在PENETRATE中下拉选择on在Thermal栏中下拉选择on,选中GATENODE一栏,然后点击Slect GATENODE用鼠标点击选择金属液进入模具的节点,然后点击slect node,close,ok点击Apply,点击close点击Cast,下拉选择start simulation点击run开始计算显示正字计算,可通过关闭窗口停止计算6 查看结果计算完毕后切换到Visual viewer查看结果可切换显示方式来查看左侧窗口切换显示的结果类型可播放填充过程动画,输出动图等。

Procast面网格装配操作讲解.

Procast面网格装配操作讲解.

Procast网格装配操作讲解一、网格装配操作讲解网格装配功能在铸造网格生成中是一个非常重要的功能,它可以实现一些复杂几何的网格划分,同时也能提高网格划分操作的效率。

网格装配主要是在两个独立的面网格模型间进行的,其中选一个作为主装配面(master),另一个作为次装配面(slave),通过装配命令实现两个面的装配,生成一个新的整体,具体技术图见图1所示。

图1 MESH-Assembly技术流程1.装配操作流程图2 MESH-Assembly操作流程从图2可以看出,在进行网格装配操作过程中,只针对两个面网格进行装配,并且面网格质量要高,两个网格的尺寸大小比较接近,这样才能保证装配质量;另外,装配过程中特征线必须沿着两个面的公共面处完整选择,软件可以自动识别但未能识别的必须人工补齐。

2.软件操作说明1)几何模型的准备进行装配的模型,必须是在同一套坐标系下建立的模型,这样以后装配才能对齐。

把每个组件分别保存到指定路径下,见图3所示。

图3 几何准备2)面网格的准备与主/次面识别在MESH中队上述几何模型分别进行面网格划分,检查网格质量并保存,见图4所示。

图4 面网格准备图五所示在网格划分界面进行主(master)/次(slave)面的识别与显示,并且可以人为定义交换主/次面。

图5 主/次面识别3)特征线的识别与修复MESH中对于面网格的装配是通过特征线来识别进行的,因此,在装配前必须对特征线进行选择和修复,如图6所示。

图6 特征线的识别与修复4)面网格装配如图7所示,特征线选择完成后,点击图中区域1按钮保存特征线,然后点击区域2按钮进行面网格装配,并完成装配。

12图7 面网格装配。

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Gravity-Sand
This tutorial will guide you step by step in the ProCAST set-up of a sand casting simulation.
The geometry used for this tutorial is composed of a:
·casting
·sand box
·cores
本指南将指导你在ProCAST 中一步一步地建立一个砂型铸件模拟。

本指南中需要的几何模型包括:
·铸件
·砂型
·砂芯
1 Load the sand.mesh model in PreCAST
1、在PreCAST中加载sand.mesh 模型
Please enter first the case name under the 'Case' field of the file manager and press the PreCAST menu
PreCAST will load first a ProCAST file (d.dat) if it is present in the current directory. If PreCAST does not find any ProCAST file, it will look for a MeshCAST file (.mesh) with the corresponding prefix. And if there is no MeshCAST file, you will have to use the Open file menu of PreCAST in order to look for the right file.
首先在file manager中的'Case' 区域添入工程名称,点击PreCAST菜单。

PreCAST将首先加载一个PreCAST文件(d.dat),如果这个文件在当前目录中。

如果PreCAST没能找到一个PreCAST文件,它将搜索一个带有相应前缀的MeshCAST文件(.mesh)。

如果没有MeshCAST文件,你将不得不用PreCAST菜单中的Open文件菜单来搜索正确的文件。

2 Check the geometry
PreCAST indicates automatically the number of materials, the total number of nodes and of elements. The units and the global size of the model are shown
These information and the volume of the different components are available in the File menu -> Check geometry options.
PreCAST自动显示材料的数量,节点和零件的总数。

模型的单位和轮廓尺寸也将显示。

这些信息和不同零件的体积在菜单File menu -> Check geometry 选项中。

3 Assign material properties to the casting, mold and cores. In this case, Ductile Iron is assigned to the casting material, Sand silica to the mold and Steel_H13 to the core domains.
3、对铸件、砂型、砂芯设置材料参数。

在本例中,铸件材料为球铁,砂型材料为硅砂,砂新材料为Steel_H13 。

4 Create and Assign the Interfaces between the components
In this case all interfaces have to be converted from EQUIV to COINC. In order to validate this choice, press the Apply button.
4、创建和设置不同零件的界面
在本例中,所有的界面将EQUIV 转化成COINC。

为了使该项选择有效,点击Apply按钮。

Once the interfaces are created, assign a heat transfer value to each interface. Typical values are 500 W/m2K between casting and sand and 1000 W/m2K between casting and steel cores.
一旦界面被创建,对每个界面设置一个热传导数值。

典型值铸件与砂型界面为500 W/m2K ,铸件与钢制砂芯之间为1000 W/m2K。

5 Assign the Boundary conditions
5、设置边界条件
A natural air cooling heat Boundary condition will be applied all around the sand box, a velocity Boundary condition will be applied and a temperature Boundary condition will be imposed to some nodes of the top surface of the down sprue.
砂型周围是一个自然空气冷却的热边界条件。

一个速度边界条件和一个温度边界条件将被设置到直浇口的上平面的一些节点上。

6 Set the gravity
In order to set the gravity vector, go in the Process menu.
6、设置重力
为了设置重力矢量,转到Process菜单。

7Set the constant Initial conditions
7、设置初始条件常量。

8Set the run parameters
In the Preferences menu, select the Gravity filling option. The right and dedicated run parameters will be automatically set.
8、设置浇注参数
在Preferences菜单中,选择Gravity filling选项。

合适的专用浇注参数将自动设置。

In the General run parameters panel, DTMAX is set to 5 seconds in this case.
在General run parameters 面板中,DTMAX在本例中被设置为5秒。

In the Thermal run parameters panel, TFREQ is set to 5 here.
在Thermal run parameters 面板中,TFREQ被设置为5。

In the Flow run parameters panel, VFREQ is set to 5 (equal to TFREQ).
在Flow参数面板中,VFREQ被设置为5(等于TFREQ)。

Do not forget to press Apply in order to validate the Run Parameters selection. 为了使参数选择有效,不要忘了点击Apply。

9Save and Exit PreCAST
9、保存并退出PreCAST
10Run DataCAST and ProCAST
10、运行DataCAST 和ProCAST
11Visualize the results in ViewCAST 11、在ViewCAST中显示结果
Position the model using the picture manipulation tools (zoom, drag, rotate, ...). 用图像处理工具(zoom, drag, rotate, ...)定位模型
Select the casting material.
选择铸件材料。

Visualization of the flow behavior using the 'tape player' buttons. 用'tape player' 按纽显示流动效果。

Analysis of the velocity vectors. Possible mold erosion can be studied. 分析速度矢量。

可以分析可能的模具腐蚀。

Temperature map in a cross section through the total model:
整个模型的一个截面的温度场
Isolated pockets of liquid are displayed using the Fraction of Solid cut-off option. 用Fraction of Solid cut-off option显示孤立的液体区。

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