功能簡(jiǎn)介

ProCAST是為評(píng)價(jià)和優(yōu)化鑄造產(chǎn)品與鑄造工藝而開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)CAE系統(tǒng)，借助于ProCAST系統(tǒng)，鑄造工程師在完成鑄造工藝編制之前，就能夠?qū)﹁T件在形成過(guò)程中的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行仿真分析并預(yù)測(cè)鑄件的質(zhì)量、優(yōu)化鑄造設(shè)備參數(shù)和工藝方案。

ProCAST可以模擬金屬鑄造過(guò)程中的流動(dòng)過(guò)程，顯示冷隔、裹氣和氧化夾雜的位置。凝固過(guò)程中凝固收縮、微觀組織的形成、轉(zhuǎn)變及殘余應(yīng)力與變形，熱裂紋、冷裂紋，可準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)縮孔、縮松和鑄造過(guò)程中微觀組織的變化。

PROCAST作為熱物理綜合解決領(lǐng)域的旗艦產(chǎn)品，ProCAST是所有鑄造模擬軟件中現(xiàn)代CAD/CAE集成化程度的。因?yàn)橛邢拊惴ǖ脑?，是目前能?duì)鑄造凝固過(guò)程進(jìn)行熱－流動(dòng)－應(yīng)力完全耦合的鑄造模擬軟件。

適用范圍模塊化設(shè)計(jì)適合任何鑄造過(guò)程的模擬。

高壓鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造

重力砂模鑄造，金屬型鑄造

傾轉(zhuǎn)澆注

熔模精密鑄造，

半固態(tài)鑄造

消失模鑄造

離心鑄造

連續(xù)鑄造等

材料數(shù)據(jù)庫(kù)

ProCAST可以用來(lái)模擬任何合金，從鋼和鐵到鋁基、鈷基、銅基、鎂基、鎳基、鈦基和鋅基合金，以及非傳統(tǒng)合金和聚合體。

PROCAST旗下的熱物理仿真研究開(kāi)發(fā)隊(duì)伍匯集了全球的五十多位冶金、鑄造、物理、數(shù)學(xué)、計(jì)算力學(xué)、流體力學(xué)和計(jì)算機(jī)等多學(xué)科的專(zhuān)家，專(zhuān)業(yè)從事ProCAST和相關(guān)熱物理模擬產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。得益于長(zhǎng)期的聯(lián)合研究和工業(yè)驗(yàn)證，使得通過(guò)工業(yè)驗(yàn)證的材料數(shù)據(jù)庫(kù)不斷地?cái)U(kuò)充和更新，同時(shí)，用戶本身也可以自行更新和擴(kuò)展材料數(shù)據(jù)。

除了基本的材料數(shù)據(jù)庫(kù)外，ProCAST還擁有鋁基、鐵基、鈦基、鎂基、鈷基、鎳基和銅基合金系統(tǒng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。這個(gè)獨(dú)特的數(shù)據(jù)庫(kù)使得用戶可以直接輸入化學(xué)成分，從而自動(dòng)產(chǎn)生諸如液相線溫度、固相線溫度、潛熱、比熱和固相率的變化等熱力學(xué)參數(shù)。

ProCAST提供了能夠預(yù)測(cè)評(píng)估整個(gè)鑄造過(guò)程的完整軟件解決方案，包括模型充填、凝固、微觀組織和應(yīng)力的模擬。能夠快速可視化鑄造過(guò)程，在制造過(guò)程的前期做出正確的決策。

ProCAST軟件的特點(diǎn)

ProCAST采用基于有限元法(FEM)的數(shù)值計(jì)算方法與有限差分(FDM)相比，有限元法具有較大的靈活性，特別適用于模擬復(fù)雜鑄件成形過(guò)程中的各種物理現(xiàn)象。有限元法的優(yōu)點(diǎn)可以歸納如下：

①完美的幾何描述能力。FEM可以描述曲面，而FDM只能以階梯形簡(jiǎn)化描述曲面。

②建模過(guò)程中如需局部網(wǎng)格細(xì)化，有限元網(wǎng)格無(wú)須像有限差分法那樣把細(xì)化影響到整修模型，這樣使FEM的單元和節(jié)點(diǎn)數(shù)明顯少于FDM。

③以彈性、彈塑性、彈粘塑性模型進(jìn)行應(yīng)力和熱的耦合分析時(shí)，只能采用有限元法。有限差分法由于網(wǎng)格不能變形而不能進(jìn)行應(yīng)力分析。

④在處理和充型方向相平行的曲面時(shí)，由于有限元法能夠描述曲面邊界，因而能準(zhǔn)確模擬鑄件充型的流場(chǎng)；而有限差分法在描述鑄件曲面邊界時(shí)，由于斷面成鋸齒狀而造成較大的偏差。

⑤在處理輻射傳熱問(wèn)題時(shí)，視角系數(shù)和陰影效果的計(jì)算，要求準(zhǔn)確地描述外表面及相應(yīng)方位。因此，F(xiàn)DM無(wú)法處理復(fù)雜的輻射問(wèn)題。

模塊介紹

ProCAST是完整的模塊軟件解決方案提供眾多的模塊和工程工具來(lái)滿足鑄造業(yè)復(fù)雜的要求。

ProCAST共有九個(gè)模塊，下面分別闡述相應(yīng)的功能。

1、流體求解器

ProCAST提供了一個(gè)非常突出的流體流動(dòng)功能來(lái)模擬充填，求解全三維N-S方程并耦合能量方程。自由表面正面方法利用體積流體方法（VOF）?？梢栽谡麄€(gè)凝固過(guò)程模擬自然對(duì)流和收縮導(dǎo)致的流動(dòng)。

主要特點(diǎn)

沖砂紊流澆不足冷隔裹氣夾渣溢流口位置流動(dòng)距離

求解器全三維N-S流體流動(dòng)方程

傾轉(zhuǎn)澆注：可任意設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸、傾轉(zhuǎn)速度

半固體材料的非牛頓流體流動(dòng)模型

任意形式或方向(直孔)的過(guò)濾網(wǎng)

湍流模擬

可壓流體模型

消失模模型

金屬液的速度、壓力、粒子、矢量方向等

2、熱求解器

熱求解器通過(guò)考慮傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射計(jì)算傳熱。通過(guò)焓的形式來(lái)描述凝固和固相轉(zhuǎn)變中的潛熱。

主要特點(diǎn)

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