AnyCasting模拟软件使用说明

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《热加工数值模拟》实验课
AnyCasting 模拟软件使用说明
薛祥 王跃平
AnyCasting模块
视图及主菜单结构
• 视图菜单
– 投影模式 : 全景视图 及 等轴 视图
– 视图模式 : 实体, 网格, 网格线 – 视角 : ± X, ± Y, ± Z 视角
及 用户自定义视角
– 旋转 左, 右 及 沿轴向 – 放大 及 缩小 及 全视窗 – 上一视角, 重新安排视角 – 平移, 自由旋转, 快速移动
prefix.rlt : anyPOST基本数据
– 无需指定的文件
prefix.msh : 网格信息 prefix.acr : 进程结果 prefix.acf : 最终结果 f : 充型顺序 prefix.tcs : 凝固时间 prefix.sen : 传感器结果 prefix.tlt : 重力倾转铸造中旋转信息
– 文件菜单 – 编辑菜单 – 网格菜单 – 模拟菜单 – 测量菜单 – 显示菜单 – 视窗菜单 – 帮助菜单
anyPRE
作为AnyCasting™的前处理程序,anyPRE可以实现 CAD模型的导入,有限差分网格的划分,模拟条件的设置, 并调用AnySOLVER进行求解。使用anyPRE,可以进行多 种设置包括工艺流程和材料的选择来模拟铸造成型过程, 设置边界、热传导和浇口条件,也能通过特殊功能模块来 设置一些设备和模型。另外,你还可以通过anyPRE提供 的CAD功能来查看、移动/旋转实体坐标系统。
模拟条件(设置设备)
• 传感器
– 检查特定位置的结果 – 速度,压力,温度值
传感器
传感器列表
传感器信息
截面 鼠标选择模式
模拟条件(设置设备)
• 制动器
–设定指定的实体为制 动器
–输入数据 : 作用时 间, 指定容器的体积 分数.
–当从浇包直接浇注时, 设定体积分数
模拟条件 (设置设备)
• 升液管
求解条件(结束及输出条件)
• 结束条件
– 充型率 – 凝固率 – 时间 – 最高温度
• 输出条件
– 充型率 – 凝固率 – 时间
anySOLVER
作为AnyCasting™的求解器,anySOLVER能够根据设定, 计算流场和温度场。
铸造成型模拟包括计算熔体充型过程的流动分析和熔体凝 固过程的传热/凝固分析。只有在两个分析都准确的前提下才 能正确预测可能造成缺陷的区域。
anyDBASE
作为一个能概括铸造成型中熔体,模具和其他材料性能的 数据库管理程序,anyDBASE主要分为常规数据库和用户 数据库。常规数据库提供了具有国际标准的常用材料性能, 而用户数据库使用户能保存和管理修改或附加的数据。用 户能简单的选择感兴趣的材料而不需要输入几百种不同的 材料性能。另外,它还提供每种材料的传热系数,提道 浇包/坩锅 制动器 升液管 出气口 循环工艺
热/凝固 力学
能量方程 收缩模型 微观组织结构模型 溶质扩散模型 各种热传导系数模型 力学性能预测 壳模生成
材料数据库
anySOLVER
应用领域
非金属模 (砂铸,熔模铸造) 金属模 (金属模重力, 重力倾转) 压力型 (高压铸造, 低压铸造, 真空压铸, 挤压铸造,半固态铸造) 其他特种 (离心铸造, 电渣熔铸, 平模流铸)
–设置实体为升液管 –输入数据 : 升液管失
效时间, 固体分数, 空 气温度 –通常用于低压铸造
模拟条件 (设置设备)
• 浇包/坩锅模型
–输入数据
指定容器的熔体百分比 熔体温度
–附加压力
大气压 (默认值)
–浇注方式
不断的浇注 (容器中熔体始 终保持不变)
一次性浇注 (容器中的熔体 将会变化)
漏包浇注 (浇口条件必须设 置在浇口面上)
求解条件 (求解方法)
• 充型过程
– 求解目标 : 求解器自动设定求解目标 – 求解类型 : 混合型 – 迭代目标 : 迭代法求解的目标变量 – 迭代方法 : 雅可比 (默认值) or 超松弛迭代 – 松弛因子 : 雅可比 (0 ~ 1, 默认值=0.8), 超松弛迭代 (1 ~ 2, 默认值=1.8) – 收敛判据 : < 0.001, 默认值=0.001 – 最大迭代步 : > 50, 默认值=100 (推荐 80 ~ 120) – 对流项 : Navier-Stoke 方程对流项的处理方式
选择项目文件按钮
anySolver用户界面
模拟进度图标 (运行或暂停)
启动,暂停,重 启动按钮
充型进度条 凝固进度条 模拟总体信息 模拟特别信息 退出按钮 停止 (保存和退出) 按钮
anySOLVER的实现过程
流体力学
全三维 Navier-Stoke方程 自由表面跟踪方程 粘度模型 紊流模型 表面张力模型 重力及离心力
• 暂停 / 继续 • 保存进度结果
– 可以随时保存 “acf, acr, mid” 文件
• 退出程序
– 自动终止: 达到终止条件 – 强行终止 : Exit 按钮 (Restart “mid” file saved or not)
• 重新运行
anyPOST
作为AnyCasting™的后处理器,anyPOST通过读取anySOLVER 中生成的网格数据和结果文件在屏幕上输出图形结果。
• 如何利用鼠标操作
– 旋转 : 左键 – 移动 : 中键 – 缩放 : 鼠标滚轮 或 Ctrl + 左

– 实体属性 : 在实体上点击右键 – 视图菜单 : 在背景区域点击右

– 切换到选择模式 : 空格
横截面菜单
– 横截面 YZ 及 XZ 及 XY – 敏捷翻转, 截面平面, 截面网格
• 其他菜单
充型时间& 顺序 凝固时间 & 顺序
高级铸造分析
整合缺陷参数 缺陷参数概率
力学性能
维氏硬度 抗拉强度 延展率
进程结果文件
简单收缩分析
温度梯度 界面移动速度倒数 冷却速率 局部凝固时间 固体分数等值线 残余熔体模数 残余熔体体积 残余熔体表面积
– 温度,压力, 速度 – 存储的时间
微观组织预测
溶质扩散长度 热扩散长度 毛细管长度 组合微观结构 长度比例 二次枝晶臂间距 形核密度 晶粒尺寸
使用anyPOST,可以用二维和三维观察充型时间,凝固时间,等 高线(温度,压力,速率)和速度向量,也可以用传感器的计算结果 来创建曲线图。这个程序具备动画功能使用户把计算结果编辑成播放 文件,通过结果合并功能来观察各种二维或三维的凝固缺陷。
输入 & 输出文件
• 输入文件
– 所有文件都在自动生成的文件夹 “prp file name_Res”里 – 指定读取文件
• 修改实体
– 变换: 平移及转动 – 删除 – 合并及拆分
创建及修改实体
• 装配控制
基本浇道系统
产品 A
浇口 A (侧浇口)
产品 B
部件合并 部件替换
浇铸系统 A
浇口 B (底浇口)
浇铸系统 B
网格剖分
• 设置实体特征及属性
– 浇铸系统
– 铸型 – 附属物 – 附件 – 管道
型腔 内浇口 浇道 活塞 浇包 溢流槽 孔塞 升液管 浇口
模拟条件(基本过程)
• 任务指定
–工艺类型
第1类 : 非金属模 (砂铸,熔模铸造) 第2类 : 金属模 (金属模,重力倾转铸造 ) 第3类 : 压力类 (压力铸造, 低压铸造, 真空压铸, 挤压铸造, 半
固态压铸) 第4类 : 特殊类 (离心铸造, 电渣熔铸, 平模流铸)
–分析类型
250
非均匀网格
Without
200
150
100
均匀网格
50
0 X axis Y axis Z axis
网格总数
· 非均匀网格 113 × 70 × 36 = 284,760 · 均匀网格 268 × 142 × 70 = 2,663,920
模拟条件(基本过程)
• 任务指定 • 材料设定 • 初、边值条件 • 热传导模型 • 浇口条件 • 重力设定
– 充型分析包括 : 假设型腔 为空气 (中空的)
– 仅热、凝固分析 : 假设型腔为熔体的浇铸
温度 (已充满)
–边值条件
每个平面与外界的热交换条 件 (± X, ± Y, ± Z)
正常 (默认值)
模拟条件(基本过程)
• 热传导模型
–热交换系数
自动设定 两相邻材料之间 (从 HTC 数据
– 求解目标 : 求解器自动设定求解目标 – 求解类型 : 显式 或 全隐式, 混合法 (0 ~ 1, 默认值=0.5) – 迭代目标 :迭代法求解的目标变量 – 迭代方法 : 仅超松弛迭代 – 松弛因子 : 超松弛迭代 (1 ~ 2, 默认值=1.6) – 收敛判据 : < 0.01, 默认值=0.01 – 最大迭代步 : > 50, 默认值 =100 (推荐值 80 ~ 120) – 时间步长权重 : 求解器加速权重 (默认值=30) – 最大时间步 : 时间步长最大值
网格剖分
• 设置铸型
–仅浇铸系统
–浇铸系统+铸型
铸型类别与计算域
–盒型 –壳型 –铸型实体 (导入)
浇口平面
网格剖分
• 设置计算域和对称面
– 指定要计算的网格域
坐标值 比例
– 选择为对称面
网格剖分
• 建立统一网格
– 网格总数 – 各方向轴的网格数 – 单位单元 ( dx = dy = dz ) – 定义单元边长 ( dx, dy, dz )
库中读取) 用户自定义 选择铸造工艺类型并应用
–涂层
从材料数据库中设定 “涂层 材料”
输入 “热导率”, “涂层厚 度”
模拟条件(基本过程)
• 浇口条件
– 充型过程中 温度条件 : 浇铸温度设定 流动条件 : 浇口速度 (或 浇口压 力 或 浇口高度)
– 充型结束后 温度条件 :
充型 (无热传导) 热 及 凝固 (无流动) 充型 及 充型过程的热分析 充型 和 热/凝固分析 “充型过程及凝固过程”
模拟条件(基本过程)
• 材料设定
– 从基本材料库中读取 – 用户自定义数据库
模拟条件(基本过程)
• 初、边值条件
–初始条件
每个实体的初始温度设定 注意型腔实体
网格剖分
• 创建可变网格
–块:用户自定义块及自动块 –自适应平滑过渡
因子 : 相邻单元之间的递增比率 最大尺寸比率 : 自动平滑过渡中最大网
格尺寸跟最小网格尺寸的比值
最大尺寸比率 网格大小 因子
用户指定区域
网格剖分
• 均匀网格VS.非均匀网格
– 提高精度
300
– 缩短模拟计算时间
With
– 参数设置
prefix.csp : 整合缺陷参数 prefix.mpf : 微观组织预测 prefix.mch : 力学性能
• 输出文件
– prefix.bmp or jpg : 图片 – prefix.avi : 影片 – prefix.dat : 文本
结果文件类型
最终结果文件
历史数据
anySOLVER基本操作
• 运行 anySOLVER
– 通过 anyPRE 运行 : Launching Condition > Run – 通过 anySOLVER 运行: anysolver.exe
• 启动模拟
– 点击 Open Project 按钮 : 选定 prefix.prp 文件 – 自动检查硬盘空间 – 点击 Start 按钮
中心差分 或 全上风 (默认值) 或 混合法 (0 < 对流项系数 < 1) – 时间步长比率 : 计算自由表面前进与时间步长的权值: 0 ~ 0.9, 默认值=0.9
(推荐值0.5 ~ 0.9) – 滑动系数 – 把已凝固部分作为障碍处理: 流动分析 (不常用,很耗时)
求解条件 (求解方法)
• 热传导及凝固分析
充型结束后浇口面暴露在环境中的热交 换条件
– 高级选项
直接浇铸 : 用于浇包直接浇铸 估计充型时间 : 当浇口速度为常数时
• 重力加速度方向大小设定
模拟条件(可选模块)
• 收缩模型 • 流体模型 • 半固态模型 • 微观组织模型 • 氧化/夹渣模型 • 循环工艺模型 • 真空/出气口模型 • 重力倾转模型
菜单栏
工具栏 切换窗口
anyPRE用户界面
图形窗口
实体窗口 状态栏
创建及修改实体
• 导入3D CAD文件 : STL 文件 • 定义及术语
– 实体 :在anyPRE中构成铸造系统域的最小单元 – 域 : 被离散为细小体积集合的区域
• 实体可视化
– 打底模式 (实体, 线框, 实体+线框), 颜色, 透明度, 不可见 – 属性 : 体积, 表面积, 模数,重量
相关文档
最新文档