ProCAST学习操作教程

工作流程
打开文件 输入 Geometry parasolids iges step patran stl ans ideas ideas Surface Mesh Solid Mesh patran
作必要的修复 几何修复
生成面网格 面网格修复
生成体网格 体网格检查
分析与优化 观察分析
1、几何模型输入
压铸模寿命
• 热循环疲劳会降低压铸模的使用寿命。 ProCAST能够预测压铸模中的应力周期和 最大抗压应力，结合与之相应的温度场便 可准确预测模具的关键部位进而优化设计 以延长压铸模的使用寿命。
工艺开发和优化
• 在新产品市场定位之后，就应开始进 行生产线的开发和优化。ProCAST可以虚 拟测试各种革新设计而取之最优，因此大 大减少工艺开发时间，同时把成本降到最 低。
发现问题网格部位 确认单元号或节点号 修改方法一 修改方法二
3
4
1 2
体网格
Tet Mesh - Layers
流体流动时的截面速度场
No Layer
Partial Layer
Full Layer
生成体网格后自动进入 这个界面，关闭窗口， 会提示是否退出，单击 是，退出。
体网格
• New 对模型中的几何体进行分组 (例如：多块冷铁） 或新建材料
•
二、proCAST安装及模拟流程
1、proCAST2009安装教程 2、proCAST模拟基本流程
meshcast
precast
选择材料
procast
viewcast 结果可视化
几何模型
datacast
界面传热条件
求解
划分网格 边界条件
结果分析
*.mesh
*d.dat *p.dat
**.unf
微 观 组 织
网 格 生 成
反 向 求 解
进行传热计算
计算热应力分布 铸件中任何位置的热经历与晶体的形核和长大 相联系，模拟出铸件各部位的显微组织。 液体动的效应 精确处理单晶铸造、 熔模铸造过程热辐射的计算
2、proCAST功能
• 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 ProCAST 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 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。
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。
but easy to produce
Meshcast (*.gmrst)
网格模型
表面网格： Meshcast (*.sm)
I-deas (*.unv) patran (*.out) Ansys(*.ans)
实体网格： Meshcast (*.mesh)
Procast (*d.dat)
I-deas (*.ideas)
几 何：
Parasolids - UG or Solidedge，solidworks STEP - Standards-Based, Made for Solid Geometries IGES - Standards-Based, Surfaces STL(ascii /binary) - Not a Good Description of Geometry
proCAST可以用来模拟任何合金，从钢、 铁到铝基、铜基、镁基、钴基、镍基、钛基和 锌基合金，以及非传统合金和聚合体。 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。
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、proCAST适用范围
(1)适用铸造方法
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。
重力 铸造 离心 铸造 消失 模 压铸
低压 铸造 连续 铸造 熔模 铸造
触变 铸造
各类铸造
(2)适用铸造材料
ProCAST软件学习
主要内容
一 二 三 四 五
proCAST简介
proCAST 安装及模拟流程
meshCAST 使用
preCAST 使用 viewCAST 使用
一、proCAST简介
1、概述
proCAST是为评价和优化铸造产品和铸造工艺而开发 的专业CAE系统。 在完成铸造工艺编制之前就能够对铸件在形成过程中的 流场、温度场和应力场等进行模拟仿真分析并预测铸件的质 量，优化铸造设备参数和工艺方案，达到缩短生产周期降低 成产成本的目的。
Surface Set
• 控制面内的网格密度 • 如果面集未定义，则面内 网格由系统确定
浇口节点要密一些
模型检查三部曲
• 几何质量
• 未划网格表面 • 网格质量差表面
有时表面网格质量差，但体网格不一定差，所以表面网 格画好后可以先画一下体网格。
Edit Mesh－编辑表面网格
1. 2. 3. 4.
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
划分网格
MeshCAST
存盘退出 1、创建模型：可以分别用 I-Deas、Pro/E、UG、Patran、Ansys 作为前处理软件创建模型，输出 ProCAST 可接受的模型或网格文 件。 2、MeshCAST：对输入的模型或网格文件进行剖分，最终产生四 面体体网格，生成xx.mesh 文件，文件中包含节点数量、单元数 量、材料数量等信息。
4、proCAST模拟分析能力
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，从而进行新的设计。
可以分析缩孔缩松、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 模拟分析能力
在铸造过程分析方面，ProCAST 提供了能 够考虑气体、过滤、高压、旋转等对铸件充型 的影响；能够模拟出气化模铸造、低压铸造、 压力铸造、离心铸造等几乎所有铸造工艺的充 型过程并能对注塑、压制腊模、压制粉末等的 充型过程进行模拟。 • 在传热分析方面，ProCAST 能够对热传导、 对流和辐射等三种传热方式进行求解，尤其是 引入最新"灰体净辐射法"模型，使ProCAST 擅长于解决精铸及单晶铸造问题。 • 在应力分析方面，通过采用弹塑性和粘塑性， 及独有的处理铸件/ 铸型热和机械接触界面的方 法，使其具有分析铸件应力、变形的能力。
identify属性显示
Undo（只能一次）
修改工具
选取 /不选取
–左键单选 –右键框选
选取键
选中所有未分配单 元边长的边
选取全部
清除全部
修改工具
显示指定面 只显示选中的 去掉指定面
显示选中的及其相邻的
追加指定面
修改工具
未划网格的面 自动网格处理 显示炉体表面
网格质量差的面
指定炉体表面
划网格
Select/Deselect All
• Optimize 节点重排序
•
File/Save
Leabharlann Baidu网格质量检查
• 网格质量的最后检查: Bad Elements Neg--Jac
• 不能有任何负雅各比单元
– 可以有几个 Bad Elements
• Smooth Mesh
体网格质量
Dihedral angle: Ideal value = 72° Radii ratio (3x/y): Ideal value = 1 (normalised) y x Aspect ratio (x/y): Ideal value = 1 x y
冲砂
• 在铸造中，有时冲砂是不可避免的。如 果冲砂发生在铸造零件的关键部位，那将 影响铸件的质量。ProCAST可以通过对速 度场和压力场的分析确认冲砂的产生。通 过虚拟的粒子跟踪则能很容易确认最终夹 砂的区域。
冷隔及浇不足
• 在浇注成型过程中，一些不当的工艺参数如 型腔过冷、浇速过慢、金属液温度过低等都会导 致一些缺陷的产生。通过传热和流动的耦合计算， 设计者可以准确计算充型过程中的液体温度的变 化。 • 在充型过程中，凝固了的金属将会改变液体 在充型中的流动形式。ProCAST可以预测这些铸 造充型过程中发生的问题，并且可以随后快速地 制定和验证相应的改进方案。
meshCAST
preCAST
dataCAST proCAST
viewCAST
• 1.创建模型：可以分别用IDEAS、UG、PATRAN 、 ANSYS作为前处理软件创建模型，输出ProCAST可接受 的模型或网格格式的文件。 • 2.MeshCAST：对输入的模型或网格文件进行剖分，最终 产生四面体网格，生成xx.mesh文件，文件中包含节点数 量、单元数量、材料数量等信息。
• 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。
2、proCAST功能
proCAST采用有限元方法进行模拟计算，可 以进行传热计算、充型流动过程计算、热场耦 合应力场计算、微观组织模拟以及缩孔缩松预
测模拟。
ProCAST分析模块
ProCAST
标准模块
附加模块
高级模块
工具模块
传 热 分 析
流 动 分 析
应 力 分 析
辐 射 分 析
晶 粒 结 构
体网格
不能生成的原因
面与面之间有重叠
网格之间有干涉(一个网格进入另一个） (meshing progress < 50%) 模型有孔洞或有多余面
(meshing progress > 50%)
Patran (*.patran)
输入精度
模型修改
关于几何的知识点
• 任何边都至少被两个面共有
• 任何面都必须由封闭的一组边围成 • 几何面必须封闭以形成几何体
修改工具
几何模型质量检查
•蓝边表示自由边或只 被一个面所有
•黄边表示被3个以上 的面共有
修改工具
显示指定面 几何存盘(*.gmrst)
进入体网格 划分界面
显示网格
检查网格
网格信息
边操作
面操作
面的定义
面的编号
Add Edges Remove Edges Surface Description Constructors
封闭的一组边
面描述
面描述的定义
细密
稀疏
面操作
选取边，建立平面
网格尺寸设置
表面网格
Edge Set
• 控制边上的网格密度 • 所有的边都必须属于某一 边集