鑄造工藝仿真 ProCAST 從入門(mén)到精通

前言

ProCAST是法國(guó)ESI公司熱物理綜合解決方案的旗艦產(chǎn)品，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)化鑄造工藝參數(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，精確顯示充填不足、冷隔、裹氣和熱節(jié)的位置以及殘余應(yīng)力與變形，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。由于采用了標(biāo)準(zhǔn)化的、通用的用戶界面，任何一種鑄造過(guò)程都可以用同一軟件包：ProCAST進(jìn)行分析和優(yōu)化。它可以用來(lái)研究設(shè)計(jì)結(jié)果，例如澆注系統(tǒng)、通氣孔和溢流孔的位置，冒口的位置和大小等。實(shí)踐證明ProCAST可以準(zhǔn)確地模擬型腔的澆注過(guò)程，精確地描述凝固過(guò)程，可以精確地計(jì)算冷卻或加熱通道的位置以及加熱冒口的使用。ProCAST可以直接讀取主流軟件數(shù)據(jù)，并具備強(qiáng)大的幾何修復(fù)功能，同時(shí)配備了功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)接口和三維網(wǎng)格自動(dòng)剖分工具。ProCAST率先在商用化軟件中使用了先進(jìn)的有限元技術(shù)，是目前唯一能對(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，可以很好地模擬鑄件的充型、凝固和殘余應(yīng)力，不需要與第三方軟件進(jìn)行耦合計(jì)算，得到的結(jié)果精度高。ProCAST自推出以來(lái)，在世界各地受到了眾多用戶的青睞，在我國(guó)的主要用戶比較著名的有：中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司、上海汽車鑄造廠、航空部材料研究所、齊齊哈爾機(jī)車車輛廠、中科院沈陽(yáng)金屬所、上海交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、四川大學(xué)等單位。

內(nèi)容概要

本書(shū)全面系統(tǒng)地講述了基于有限元方法的鑄件成形過(guò)程數(shù)值模擬軟件procast的操作原理及使用方法。內(nèi)容包括：有限元網(wǎng)格剖分器meshcast、鑄件成形數(shù)值模擬參數(shù)設(shè)置procast、模擬結(jié)果處理及顯示viewcast等；用procast進(jìn)行砂型重力鑄造過(guò)程模擬、精密鑄造鑄造過(guò)程模擬、壓鑄鑄造過(guò)程模擬、離心鑄造鑄造過(guò)程模擬、消失模鑄造鑄造過(guò)程模擬、低壓鑄造鑄造過(guò)程模擬、擠壓鑄造鑄造過(guò)程模擬等過(guò)程模擬。所能進(jìn)行的模擬計(jì)算包括充型過(guò)程流場(chǎng)模擬及與溫度場(chǎng)耦合過(guò)程模擬、溫度場(chǎng)模擬及縮孔縮松缺陷預(yù)測(cè)模擬、應(yīng)力場(chǎng)模擬、微觀組織模擬等。最后，本書(shū)給出了若干用procast軟件解決鑄造企業(yè)實(shí)際問(wèn)題的經(jīng)典范例?！　”緯?shū)可作為鑄造工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)procast軟件的教材，也可作為采用鑄件凝固數(shù)值模擬技術(shù)解決實(shí)際鑄件工藝設(shè)計(jì)及質(zhì)量缺陷分析的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

前言 第1章 緒論 第2章 procast集成環(huán)境 第3章 meshcast網(wǎng)格生成 第4章 前處理 第5章 計(jì)算運(yùn)行 第6章 結(jié)果顯示 第7章 結(jié)果分析 第8章 結(jié)果輸出 第9章 procast主模塊的操作步驟演示 第10章 網(wǎng)絡(luò)模型各種鑄造方法的procast模擬操作過(guò)程 第11章 運(yùn)用procast進(jìn)行鑄造工藝優(yōu)化的實(shí)例分析

章節(jié)摘錄

插圖：為了生產(chǎn)出合格的鑄件，就要對(duì)影響其形成的因素進(jìn)行有效控制。鑄件的形成經(jīng)歷了充型和凝固兩個(gè)階段，宏觀上主要涉及到流動(dòng)、冷卻和收縮3種物理現(xiàn)象。在充型過(guò)程中，流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng)同時(shí)變化；凝固時(shí)伴隨著溫度場(chǎng)變化的同時(shí)存在著枝晶間對(duì)流和收縮等現(xiàn)象；收縮則導(dǎo)致應(yīng)力場(chǎng)的變化。與流動(dòng)相關(guān)的主要鑄造缺陷有：澆不足、冷隔、氣孔、夾渣；充型中形成的溫度場(chǎng)分布直接關(guān)系到后續(xù)的凝固冷卻過(guò)程；充型中形成的濃度場(chǎng)分布與后續(xù)的冷卻凝固形成的偏析和組織不均勻有關(guān)。凝固過(guò)程的溫度場(chǎng)變化及收縮是導(dǎo)致縮孔縮松的主要原因，枝晶間對(duì)流和枝晶收縮是微觀縮松的直接原因。熱裂冷裂的形成歸因于應(yīng)力場(chǎng)的變化。可見(jiàn)，客觀地反映不同階段的場(chǎng)的變化，并加以有效的控制，是獲得合格鑄件的充要條件。傳統(tǒng)的鑄件生產(chǎn)因其不同于冷加工的特殊性，只能對(duì)鑄件的形成過(guò)程進(jìn)行粗糙的基于經(jīng)驗(yàn)和一般理論基礎(chǔ)上的控制，形成的控制系統(tǒng)——鑄造工藝的局限性表現(xiàn)為：①只是定性分析；②要反復(fù)試制才能確定工藝。要精確地分析場(chǎng)的變化又非人力能為，所以要依靠計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行數(shù)值模擬。數(shù)值模擬的目的就是要對(duì)鑄件形成過(guò)程各個(gè)階段的場(chǎng)的變化進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算以獲得合理的鑄件形成的控制參數(shù)，其內(nèi)容包括溫度場(chǎng)、流場(chǎng)、濃度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算。當(dāng)然，鑄件形成時(shí)因高溫下的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的影響也是很重要的。初期的數(shù)值模擬主要是為了消除鑄件缺陷，并未涉及組織控制，目前，研究工作已深入到組織模擬，以達(dá)到控制性能的目的。

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《鑄造工藝仿真 ProCAST 從入門(mén)到精通》：ProCAST世界領(lǐng)先的鑄造模擬解決方案，·有限元核心：高精度應(yīng)力計(jì)算、真正的多場(chǎng)耦合，·工業(yè)化應(yīng)用：從工業(yè)中來(lái)到工廠中去?！V泛的應(yīng)用領(lǐng)域：所有鑄造工藝、所有合金材料·廣泛的數(shù)據(jù)接口：常用CAD、CAE軟件接口·高級(jí)冶金學(xué)性能分析：鑄態(tài)組織、性能，晶體結(jié)構(gòu)·廣泛的應(yīng)用平臺(tái)：Windows、Linux、UNIX

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