Procast相关参数设置一览

ProCAST学习操作教程

缩孔
裹气
冲砂
裂纹
冷隔
模具寿命
工艺开发
变形
浇不足
•
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得到补缩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。
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 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设计。
裹气
• 由于液体充填受阻而产生的气泡和氧化夹杂物会影响铸件的机械性能。充型过程中的紊流可能导致氧化夹杂物的产生, ProCAST能够清楚地指示紊流的存在。这些缺陷的位置可以在计算机上显示和跟踪出来。由于能够直接监视裹气的运行轨迹，从而使设计浇注系统、合理安排气孔和溢流孔变得轻而易举。
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，因而无法在实际操作中长时间连续监控所有的参数。然而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，这使得实际车间的工作左右为难。ProCAST可以让铸造工程师快速定量地检查每个参数的影响，从而确定为了得到可重复的、连续平稳生产的参数范围。
进入体网格划分界面

铸造模拟软件ProCAST

图４ＰｒｏＣＡＳＴ２００４主界面
（１）增加工艺辅助设计内容，使之能自动建立浇铸系统并能实现参数化。（２）Ｇｅｏｍｅｓｈ作为划表面网格工具，能达到更快、更稳定，自动检查与修复使其与Ｍｅｓｈｃａｓｔ融为一体。（３）实现ＰｒｏＣＡＳＴ并行计算，能连接办公室其他晚间不用的计算机，多机并行工作共同，以节省资源。■
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ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・ｗｗｗ．ｉｃａｄ．ｃｏｍ．ｃｎ
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软件世界 Software
模块将重新自动进行计算。５．晶粒组织结构模块本模块用于精确的冶金分析。ＰｒｏＣＡＳＴ使用最新的晶粒结构分析预测模型进行柱状晶和轴状晶的生核与长大的计算。一旦液体中的过冷度达到一定程度，随机模型就会确定新的晶粒位置和晶粒取向。该模块可以用来确定工艺参数对晶粒形貌和柱状晶到轴状晶的转变产生的影响。６．微观组织模块本模块专门用于满足铸铁、铸钢件生产的需要。它能够定性和定量地计算固相转变。通过微观组织模型计算固相如奥氏体、铁素体、渗炭体和珠光体的成分、含量以及相应的潜热释放。７．网格生成模块ＭｅｓｈｃａｓｔＭｅｓｈｃａｓｔ自动产生有限元网格。此模块与其他ＣＡＤ软件可实现无缝连接，它可以读入标准的ＣＡＤ文件格式如ＩＧＥＳ、Ｓｔｅｐ、ＳＴＬ或者Ｐａｒａｓｏｌｉｄ，同时还可以读取诸如Ｉ－ＤＥＡＳ或Ｐａｔｒａｎ格式的表面或实体网格。Ｍｅｓｈｃａｓｔ同时拥有其他独特的性能，如初级ＣＡＤ工具、高级修复工具、不一致网格的生成和壳型网格的生成等。８．反算求解模块本模块适用于科研或高级模拟计算之用。通过反算求解可以确定边界条件和材料的热物理性能。虽然ＰｒｏＣＡＳＴ提供了一系列可靠的边界条件和材料的热物理性能，但有时模拟计算对这些数据有更高的精度要求，这时反算求解模块可以利用实际的测温数据来计算边界条件和材料的热物理参数。任何一种铸造过程都可以用ＰｒｏＣＡＳＴ进行分析和优化。它可以用来研究设计结果，如浇注系统、通气孔和溢流系统的位置，冒口的位置和大小等。可以准确地模拟型腔的浇注过程，精确地描述凝固过程。可以计算冷却或加热通道的位置以及发热冒口的使用效果等。ＰｒｏＣＡＳＴ开发了由多种材料组成且已被工业验证的材料数据库，其中包括金属材料、各种型砂和精铸的壳型材料等。这些数据库有开放的平台，用户可以对其进行更新和扩展。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，如图１所示。这个独特的数据库根据用户直接输入的化学成分，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。此数据库由英国的ＴｈｅｒｍｏＴｅｃｈ公司开发，这项功能也是ＰｒｏＣＡＳＴ独有的亮点。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。（１）模拟分析能力ＰｒｏＣＡＳＴ可以模拟分析铸造生产

Procast相关参数设置一览

相关参数设置一览PRECAS中参数的设置(USER PRE-DEFINED RUN PARAM)ETER一.GENERRAL 1. ) STANDARDNSTEP2000 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）ODT 1 定义时间初始时间步长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QUNITS1 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PRNLEV0 定义输出节点某项结果,默认值=0输出节点压力=0,不输出=1,输出节点速度=8, =16,输出节点温度点涡流分散率=64,输出节点涡流强度=128,输出节=1024，输出节点位移=8192，输出面热流=32768,输出节点DTMAX 1 +000 定义最大时间步长磁热能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CGSQ0 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CGS俅解V方程=4,使用CGSQ求解W方程= 16,使用CGS(求解能量方程=64,使用CGSQ求解涡流强度方程= 128,使用CGS眯解可压缩流动密度方程LUFAC 1 定义CGS俅解预处理参数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NEWTONRaphson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w 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,TMOD值小于1,如果不收敛，重新计算步长=当前步长*TMODRCONVTOL 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=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CONVT1 +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 ) STANDARDFLOW3 —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NCY CLE1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NCY CLE＞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PREF7 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。

procast手册

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。

proCAST操作步骤

PreCAST
进入路径
单击PreCAST
找到模型工作目录
读入模型文件
1.读入.mesh文件 2.自动弹出模型的相关信息窗口
材料定义
1.单击Materials/Assign，弹出材料定义窗口 4.左键单击选择是否为空腔
4.单击Read，可查看该材料的热物理性质（如左图） 2.用左键选择上面红色体的材料，并单击Assign
1.定义流动参数
3.单击Apply
初始条件定义
1.单击Initial Conditions,定义初始条件 2.左键选上材料的初始温度（红色），并在输入窗口输入其初是温度， Enter
运行参数定义
1.单击Run Parameters, 定义运行参数
运行参数定义
1.定义铸造类型 1.定义求解基本参数
1.定义热力参数
1.单击Boundary Conditions/Assign Surface，弹出边界条件定义窗口
2.单击Add，在弹出窗口中选择要定义的边界条件
3.利用选择工具选择边界条件的区域，并单击Store
4.选择边界条件，并单击Assign
重力定义
1. 单击Process/Gravity, 弹出重力定义窗口 2.用左键单击X、 Y、Z来选择重力大小和方向
3.右键单击，在弹出窗口中选择该材料所属类型
接触条件定义
1.单击Interface，弹出接触条件定义窗口 2.右键改变材料主次，前面为主（红），后面为次（绿） 3.左键改变材料的接触关系 5.全部定义完后，单击Apply
4.选择材料间的热转换系

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。

ProCAST微观组织设置教程

形核过冷度
Critical undercooling Copyright © ESI Group, 2006. All rights reserved. 6
Microstructure – 设置
形核长大参数(eutectic共析钢)
Eutectic Growth
Copyright © ESI Group, 2006. All rights reserved.
Copyright © ESI Group, 2006. All rights reserved.
18
Microstructure – 验证
Trends for microstructure of Cast Iron
增大 EUNUC and EUPOWER 值会减少 graphite nodule 和 austenite grains 晶粒越大,越容易生成珠光体奥氏体半径越小,铁素体数量越多 bigger grains to more pearlite 凝固过程中冷却速率的影响
Cooling rate effect arround eutectoïd transformation共析出转变温度附近(720°C)冷却速率的影响
快: more pearlite更多的珠光体慢: more ferrite更多的铁素体
Copyright © ESI Group, 2006. All rights reserved.
Coupled/Uncoupled
计算慢结果更精确小步长
计算快结果精度一般需要控制时间步长
9
Copyright © ESI Group, 2006. All rights reserved.
Microstructure –

ProCAST学习操作教程

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 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设计。
裹气
• 由于液体充填受阻而产生的气泡和氧化夹杂物会影响铸件的机械性能。充型过程中的紊流可能导致氧化夹杂物的产生, ProCAST能够清楚地指示紊流的存在。这些缺陷的位置可以在计算机上显示和跟踪出来。由于能够直接监视裹气的运行轨迹，从而使设计浇注系统、合理安排气孔和溢流孔变得轻而易举。
• 3.PreCAST：分配材料、设定界面条件、边界条件、初
始条件、模拟参数，生成xxd.dat文件和xxp.dat文件。 • 4.DataCAST：检查模型及Precast 中对模型的定义是否有错误，输出错误信息，如无错误，将所有模型的信息转化为二进制，生成xx.unf文件。 • 5.ProCAST：对铸造过程模拟分析计算，生成xx.unf文件。 • 6.ViewCAST：显示铸造过程模拟分析结果。
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，因而无法在实际操作中长时间连续监控所有的参数。然而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，这使得实际车间的工作左右为难。ProCAST可以让铸造工程师快速定量地检查每个参数的影响，从而确定为了得到可重复的、连续平稳生产的参数范围。
三、meshCAST使用基本流程
输入 CAD 几何模型流程
几何模型
表面网格
实体网格
生成表面网格生成实体网格单元质量检查优化