铸造模拟软件procast使用指南
procast-初级教程
ProCAST软件综合培训教程 CopyRight cax2001@ ProCAST 3.20 简体中文基础应用教程版权所有：软件猎手cax2001@第一章 软件及基本操作介绍ProCAST软件是由美国UES公司开发的铸造过程模拟软件，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。
一、软件模块：如图1所示，ProCAST软件包括8个模块：1、基本模块Base Module：基本模块包括温度场、凝固、材料数据库及前后处理。
2、剖分模块Meshing：产生输入模型的四面体体网格3、流动模块Fluid：对铸造过程中的流场进行模拟分析4、应力模块Stress：对铸造过程中的应力场进行模拟分析5、微结构模块Microstructure：对铸件的微观组织结构进行模拟分析6、电磁模块Electromagnetic：对铸造过程中的电磁场进行模拟分析7、辐射模块Radiation：对铸造过程中的辐射能量进行模拟分析8、逆运算模块Inverse：采用逆运算计算界面条件参数和边界条件参数二、模拟过程ProCAST软件的模拟流程包括：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。
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.out和xxp.out文件，4、DataCAST：检查模型及PreCAST中对模型的定义是否有错误，如有错误，输出错误信息，如无错误，将所有的模型信息转换为二进制，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。
PROCAST使用方法
PROCAST使⽤⽅法PROCAST使⽤⽅法ProCAST铸造模拟的基本流程为：Meshcast划分⽹格并检查——PreCAST设置边界条件和运⾏参数——DataCAST，ProCAST解算——ViewCAST处理、分析计算结果。
1 造型：造出零件和浇注系统，不⽤造出模壳。
UG型存成：*.xmt_txt ⽂件。
2 划分⽹格：打开Meshcast，新建时引⼊造型⽂件。
修改properties 中的单位，Advanced中的Tolernace value为0.01。
表⾯⽹格：Meshcast (*.sm)I-deas (*.unv)patran (*.out)实体⽹格：Meshcast (*.mesh)Procast (*d.dat)I-deas (*.ideas.mesh)Patran (*.patran.mesh)2.1 检查⼏何模型。
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。
正确模型是：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。
调⼊模型后先检查⼏何模型。
不合格的⼏何模型⽤修改⼯具更改。
⼏何模型合格后设置⽹格尺⼨。
再⽣成⽹格，显⽰⽹格，修改⽹格。
2.2 ⽹格尺⼨设置选择要设置的边。
红⾊为选中。
可以对零件⽹格设⼩，浇注系统⽹格设⼤。
2.3⽣成⽹格显⽰⽹格检查⽹格⽹格信息进⼊体⽹格2.4当检查⼏何模型、、通过后可以进⽽体⽹格。
未⽣成的⾯、质量差的⽹格需修改。
2.5 edit Mesh页中check mesh和check intersections需检查合格，否则修改⽹格。
在shell页中选取不作型壳的表⾯，输⼊型壳厚度，⽣成型壳，再检查check mesh 和check intersections两项。
然后tel mesh页中点gengerate tel mesh⽣产体⽹格。
检查体⽹格质量Bad Elements、Neg Jac（可以有⼏个Bad Elements）。
使用ProCAST学习指导书
使用ProCAST 2008 学习指导书材料设计研究室2019-7-11ProCAST的设计思想：（CAD模型→）网格划分→参数设置→仿真计算→结果分析，在软件界面上具体体现为：meshcast网格划分→ precast参数设置→ datacast 信息检查→ procast模拟计算→ status进程监视→ viewcast结果分析，如下图所示ProCAST软件界面该软件使用全模块化设计，按功能进行模块划分，以模拟流程为主线，融合了软件自身所有的模块，这一点集中体现在参数设置大平台PreCAST上；对于集成其它软件形成的模块（如集成了Calcosoft软件形成的CAFÉ模块和APM模块、集成了Visual-Environment 软件形成的Visual-CAST模块。
），是以插件的形式外挂到ProCAST中的；模型自动修复模块Geomesh是一个独立的软件，需要自行安装。
Procast提供了一个公共的参数大平台——precast参数设置（包括界面参数设置和.dat文档自增参数设置），任何模拟的参数设置都集中于这个大平台中，区别在于运用不同的铸造方法进行不同的场模拟需要设置的参数不同和所设参数的值不同，所以应首先根据具体情况（铸造方法、材质、场等）在大平台中选择参数，并对其设置。
个人认为，08版ProCAST目前存在的问题：（1）网格划分（MeshCAST）操作复杂繁琐、极易出错；（2）材料数据库中的材料采用了欧盟、美国、德国等多个国家的牌号，比较混乱。
在今后的软件升级中，（1）MeshCAST将被分模块细化（除了熔模铸造的壳型网格生成外，其它的网格划分将一步到位，即几何体可以直接生成体网格，无需：几何体→面网格→体网格。
），或者集成专门的有限元网格划分软件，以插件的形式外挂到ProCAST中的；（2）材料数据库中的材料将使用统一的牌号，或者增加一种可变化的显示模式，使数据库中的材料能按其中某一个国家的牌号完全显示。
ProCAST2008使用指南
PPT修改记录 PPT修改记录
编号 1 2 3 4 5 6 修改日期 修改人 备注
1.ProCAST是目前唯一使用有限元技术的铸造过 1.
程模拟软件； 2.能够实现热－流动－应力的完全耦合计算； 3.可以根据材料成分计算其热物性。
内容简介： 内容简介：
ProCAST可以在消失模、砂型、压铸、熔模、 离心、金属型、连续、低压、壳型、半固态铸造和 倾斜浇注这11种铸造方法下，实现铸件充型过程仿 真、凝固过程仿真、应力场仿真、微观组织仿真、 辐射场仿真、晶粒结构计算、高级多气孔隙计算、 射砂制芯仿真、基于TTT图的微观组织计算、力学
ProCAST2008使用指南一.总论 二.导航
2010-11-18
一.总论 目的： 目的：
通过学习该使用指南，掌握ProCAST的使用方法， 以便能够运用ProCAST解决铸造工程问题。
适用范围： 适用范围：
消失模、砂型、压铸、熔模、离心和金属型铸造。
特点： 特点：
性能计算、热裂计算（针对连续铸造）、反求计算 等，分析缩孔、裂纹、裹气、冲砂、冷隔、浇不足、 应力、变形、模具寿命等，解决铸造工程问题。 。
主要功能： 主要功能：
在消失模、砂型、压铸、熔模、金属型和离心 铸造这六种铸造方法下，实现铸件充型过程、凝固 过程、应力场、微观组织、辐射场的仿真以及高级 多气孔隙计算、晶粒结构计算等，以评估铸造工艺 评估铸造工艺 设计、解决铸造工艺缺陷。
二.导航
当在特定的铸造方法下，特定的铸件出现了特 定的缺陷时，首先通过对铸件缺陷成因与对策指南 的运用，判断该缺陷是否是由于铸造工艺设计不当 造成的，如果是则可以使用ProCAST对其仿真。 通过学习使用ProCAST学习指导书，掌握使用 ProCAST解决铸造工程问题的操作方法。 附件：1.参考文献 1.参考文献
ProCAST压铸教程(中文)
一、 启动Precast.二、 导入网格文件。
如果要进行3D 分析，需要导入一个有限元网格文件。
网格文件可以由PA TRAN , IDEAS, ANVIL, ANSYS, ARIES 等格式输出。
本教程使用的网格文件由MeshCAST 自动生成。
典型的MeshCAST 文件的文件名类型“prefix.mesh ”。
操作步骤：GEOMETRY>MESHCAST>APPLY如果使用MeshCAST 生成的文件，模型的单位包含在文件里。
如果是由其它的软件生成的文件，必需要进行单位设置。
操作步骤：GEOMETYR>UNITS如果文件导入成功，会出现一个文件检查结果。
（如图）会帮助确认导入文件中正确的节点、元素、实体的数量。
为了方便看几何体，可以使用快捷键。
操作步骤：MATERIAL>SHIFT+X>CTRL+SHIFT+Y>HIDDEN 。
三、 确定对称面通过选择位于对称面上的3个点来确定一个对称面。
使用网格工具或者造型工具可以找到这些点。
通过定位每个平面上的节点来确定这些点并且标明节点的平面坐标。
对称面必需满足两个条件：l 没有热流传过对称面l 没有液流经过对称面对称边界条件也会自动生成。
参见本教程后面的边界条件的设置。
操作步骤：GEOMETRY>SYMMETRY>MIRROR 1>输入对称面的坐标， X=0>APPLY>SYMMETRY>EXECUTE设置对称面后，屏幕上只显示出一半铸件。
我们只要模拟一半铸件，而不会降低精度，并且还会减少模拟的时间。
图 1对称面上的定位点的输入四、导入网格文件的检查导入的文件中是否有坏点对模拟结果有很大的影响。
一定要对导入的文件进行检查。
1、操作步骤：GEOMETRY>CHECK GEOM>NEG-JAC本步骤用来寻找负雅可比元素。
这些元素把内部的面翻到外面或者是平面。
如果网格文件中含有这些元素，模拟中止很大程度上是由于收敛的问题。
Procast 压铸模拟流程
１模具造型将文件另存为Stp或igs格式２网格划分２.１文件打开，几何模型的检查，生成铸件等工作２.１.１文件打开打开Visusl-Cast 13.5切换到Visual-Mesh（点击左上角Applications按钮切换）点击Open File打开保存好的模具三维图文件打开如图所示，可点击Views里面的相关按钮切换显示状态２.１.２检查三维模型点击check进行检查，显示未发现任何问题２.１.３合并相交面检查并合并实体间的相交面点击check进行检查，相交面的边线将以高亮状态显示，如果相交面的变现判断准确，可直接点击Assemble all将这些面合并再次检查，最后会出现“There are no overlaps between the active faces of volumes.”的提示，表明所有相交的面已经全部装配起来了２.１.４检查实体间相交的部分，并将相交的部分进行分配点击check进行检查，相交部分将以高亮显示，点击Intersect All完成相交部分的运算再次点击check，最后显示“There are no intersections between the active faces of volumes.”在左边Explorer下面的Volumes上鼠标右键并选择Compute Volumes按钮，将计算出新的实体注意看Volumes下面多了一个部件将新生成的部件进一步划分（将一些面隐藏，并在所需部位添加新面以计算出实体，此处使用的面修补工具为Geometry Utilities菜单栏下的工具）选择所需要填补的边线，使用鼠标中键确定可生成新面点击Apply即可自动生成新实体（蓝色部分）２.２划分面网格点击Surface Mesh进行面网格划分点击“+”号创建不同的边界组选择不同的组，然后选择Modify按钮选择所需要分在这一组的面为不同的组设置相应的面网格尺寸（Element Size）点击Mesh All Surfaces自动进行网格划分检查并修复面网格此处面网格无问题（Surface Mesh is OK），若面网格存在问题可使用Auto Correct按钮和相关网格修复按钮进行修复２.３划分体网格用鼠标左键框选所需要划分的实体，按鼠标中键确定即可进行体网格划分点击Apply并关闭窗口检查体网格点击check，显示Volume Mesh is OK关闭窗口，保存文件3 相关参数的设置点击Applications切换到Visual-Cast模块３.１设置重力加速度方向在弹出的重力方向设置窗口中设置重力加速度方向３.２将部件分组并设置部件材料，充满度以及初始温度在Explorer窗口中右键单击Volumes并选择Edit按钮更改部件名（选中部件按下F2即可更改），将部件分组（按住Ctrl键同时选中多个部件，右键单击并选择Group按钮即可分组）设置部件的Type、Material、Fill%和Initial Temperature，设置完毕点击Apply并点击Close关闭窗口３.３设置界面处的连续状态以及换热系数右键单击Interface HTC并选择Edit按钮设置如图添加新的界面并设置最后结果如图，设置完成点击Apply并关闭窗口３.４设置热交换在Explorer窗口中右键单击Heat Exchange并单击New按钮出现如图窗口单击Region按钮，然后选择需要设置的部件点击OK确认，然后按鼠标中键确认，然后在Process Condition栏中选择Air Cooling，点击Apply并关闭窗口３.５设置压射活塞的运动参数曲线在Explorer窗口中右键单击Translate v(t)并单击New按钮出现如下窗口点击Volume按钮然后选择Piston点击OK并按鼠标中键确定，在Process Conditon栏中下拉选择HPDC Piston，也可自己根据需要设置活塞的运动参数（第二张图）点击Apply并关闭窗口３.６设置模拟参数单击顶部菜单栏中的Cast－＞Simulation Parameters设置Pre－defined Parameters类型为HPDC Filling设置General栏参数如图设置Flow－＞Advanced１如图设置Thermal栏如图，然后选中GATENODE一格，单击下方的Select GATENODE按钮，然后在图形中选择对应的节点点击Select Node，点击Apply，最后关闭窗口。
ProCAST之铸造仿真模拟软件
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
1. 单击Process/Gravity,弹 出重力定义窗口
ProCAST铸造仿真模 拟软件培训
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
3.右键单击，在弹出 窗口中选择该材料所 属类型
十一、材料定义
精铸模拟操作过程举例
2.用左键单击X、 Y、Z来选择重力 大小和方向
3.单击Apply
十二、运行参数设置（注：以后内容在演示过程中分别 进行讨论，不再单独列出）
1.单击Run Parameters,定 义运行参数
1.定义铸 造类型
1.定义热 力参数
1.定义求解 基本参数
1.定义流 动参数
十三、MeshCAST-模壳建立
ProCAST可以根据化学成分计算热焓曲线、固相线曲线、密度和热导率， 可计算的合金元素如下：
采用Scheil或Lever方法进行计算， Scheil和Lever对应着两个不同的微观偏 析模型，如果是Lever，应用杠杆定律，即溶质可以在熔体中完全混合。 如果是Scheil，指的是溶质在固相中完全没有扩散。Back Diffusion模型 假定溶质在固相中可以部分扩散，是介于上述两种模型之间的模型。需 要指定平均冷却速率以确定固相中的扩散量。
Procast操作手册 通力公司的简要教程
Procast培训简要教程Procast基本操作指南Procast铸造模拟的基本流程为：造型——划分表面网格——MeshCAST划分体网格——PreCAST设置边界条件和运行参数——DataCAST——ProCAST解算——PostCAST，ViewCAST处理、分析模拟结果。
下面进行较为详细的说明。
一． Ideas造型与划分表面网格1．造型(simulation + master modeler): 建模顺序为铸件，浇注系统，砂箱。
*注意直浇口面，明冒口面，和砂箱上表面必须在一个平面上。
对于一般的砂芯，可看作砂箱的一部分。
2．Partition（先选铸件，再选砂箱。
）3．划分模型的表面网格（simulation+ meshing）4．输出面网格模型: file, export, ideas simulation universal file, 键入文件名（文件为 *.unv），OK。
二． Meshcast（划分体网格）1．在Dos窗口键入meshcast2．File/open，文件类型选I-deas surface mesh(*.unv)3．Check mesh, Check intersection，检查表面网格质量，提示信息显示在左下角的Message Window中，如表面网格通过，则进入下一步，否则修改4．Tet mesher, full layer（对砂型采用no layer）, gen tet mesh5．Display Ops下(点击bad element, Negative Jac)检查是否有坏单元和负雅各比单元。
如果有坏单元，则Smoothing优化单元(smooth优化建议不要超过两次)，save。
有些坏单元无法消除，需对表面网格进行修改。
6．Exit（生成 *.mesh文件）三． Precast (设定材料的热物性参数，边界条件，运行参数等) 1．在文件所在的目录下键入precast *（*为文件名前缀）2．Geometry, units(mm), meshcast *.mesh，Apply。
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
ProCAST压铸模拟仿真详细操作步骤
ProCAST压铸模拟仿真详细操作步骤1 绘制模具的三维模型绘制好模具的三维模型（可以是装配体也可以是多个零件体，但用零件体的话需要注意坐标应该对应，这里用装配体）1.1 这是简化的模具（已经将压室空腔添加到里面）1.2 这是一个简单的活塞1.3 这是装配好的模具2 划分网格前的准备工作2.1 将模具三维模型导入ProCAST软件的Visual Mesh模块打开软件切换到Visual Mesh 模块点击Open File打开保存好的装配体文件切换显示方式（为了便于查看，可以在几种显示方式之间切换）2.2 检查几何模型是否有缺陷点击check进行检查显示No problem identified点击close关闭此窗口2.3 检查并合并实体间的相交面点击check显示实体之间没有相交面点击close关闭窗口2.4 检查实体之间是否有相交点击check检查显示有一个相交点击Intersect All点击Close2.5 利用实体内的空腔生成铸件和浇注系统在volume上右键单击然后选择compute volumes（有时在进行相交操作时会自动生成）生成如图所示带有浇注系统的铸件3 划分网格3.1 划分面网格点击图标Surface Mesh设置参数如图所示点击Mesh All Surfaces生成面网格点击Close3.2 检查面网格并修复点击如图所示图标点击check修复面网格，直到显示surface mesh is ok点击Volume Mesh框选实体点击mesh点击Close3.4 检查体网格点击check显示volume mesh is ok点击close切换到Visual Cast模块在Volumes上右键单击然后选择edit设置如图所示。
procast操作教程
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
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)
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。
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
压力铸造 procast
压铸模拟一般分两步模拟，首先进行温度场模拟，以获取稳定的压模温度，然后利用此压模温度进行流场模拟。
一温度场模拟1 定义并分配材料，铸件状态改为F2 在设置界面系数与边界条件之前，看一下压铸的循环操作工艺，一般如下：时间工艺描述0开始充填0打开冷却通道20关闭冷却通道20喷嘴23射流45关闭压模并开始新的循环因为此步模拟的目的是得到稳定的压模温度，因此假定瞬时填充。
在一循环中存在的界面或边界条件：冷却通道和加热通道之间Heat边界条件（时间的函数）压模之间的热交换界面系数（时间的函数）压模与喷嘴之间界面系数（时间的函数）压模与环境之间Heat边界条件（常数）射流与压模之间Heat边界条件（时间的函数）3 界面条件设定Interface Condition在压模与压模，压模与铸件之间设定界面及热交换系数。
DA TABASE:压模与压模界面系数（根据上面的工艺）Time Function Value（cal/cm**2/C/sec）(s)00.03200.03450压模与铸件界面系数：Time Function Value（cal/cm**2/C/sec）(s)10.08210.08450Assign分配界面系数到指定界面。
4 边界条件设定首先定义边界条件：在只进行温度场模拟时，边界条件可能有：heat, Symmetry，在流场模拟中，加上了Velocity, Temperature条件。
此时的heat边界条件有：铸模的外表面(FILM COEFF=8e-3 cal/cm**2/C/sec, AMBIENT TEMP=25)铸模的内表面(从0～20，压模关闭，在界面边界条件中设及。
20～23，压模表面被喷射，23～45，内表面暴露于空气。
因此FILM COEFF设为：0 0, 20 0, 20.001 0.005, 23 0.005, 23.001 0.0148, 45 0.0148 cal/cm**2/C/sec。
铸造模拟软件procast使用指南
铸造模拟软件procast使用指南铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 1 页共 56 页铸造模拟软件ProCast使用指南编制:审核:批准:声明:此设计指南仅供………内部使用，切勿外传。
铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 2 页共 56 页目录1 序言……………………………………………………………………………………………....................3 2 ProCa st软件主界面. (3)2.1 ProCast适用范围 (4)2.2 ProCast模拟分析能力 (4)2.3 ProCast分析模块....................................................................................................5 3 ProCast和常用软件的接口. (9)3.1 ProE网格划分 (9)3.2 GeoMesh前处理 (12)4 网格处理模块MeshCast 的 (16)4.1 Open (17)4.2 Repair (17)4.3 在修补环境中生成表面网格模型 (19)4.4 在Meshing environment 中编辑表面网格 (19)4.5 Generate Tet Mesh (21)5 前处理模块PreCast (23)5.1 Geometry (23)5.2 Materials (23)5.3 Interface (24)5.4 Boundary Conditions (24)5.5 Process (26)5.6 Initial Conditions (27)5.7 Run Parameters.................................................................................................28 6 求解模块DataCast和ProCast...........................................................................................35 7 后处理模块ViewCast. (37)7.1 Field Selections (38)7.2 Display types (38)7.3 Display Parameters (38)7.4 Curves (39)7.5 Geometry Manipulation (39)7.6 图片解说常用功能 (40)铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 3 页共 56 页1. 序言铸件充型凝固过程数值模拟是建立在经典方法、可视化等计算机手段基础上对铸件充型凝固过程进行模拟仿真和质量预测的技术，目前在国内外已经广泛采用并且收到很好的效果。
procast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、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
低压 铸造
离心
连续
铸造
铸造
各类铸造
消失 模
压铸
熔模 铸造
触变 铸造
(2)适用铸造材料 proCAST可以用来模拟任何合金，从钢、
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。
procast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。
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
procast教程精品2-砂型铸件模拟
Gravity-SandThis tutorial will guide you step by step in the Pr oCAST set-up of a sand casting simulation.The geometr y used for this tutor ial is composed of a:·casting·sand box·cor es本指南将指导你在ProCAST中一步一步地建立一个砂型铸件模拟。
本指南中需要的几何模型包括:·铸件·砂型·砂芯1Load the sand.mesh model in Pr eCAST1、在PreCAST中加载sand.mesh模型Please enter fir st the case name under the'Case'field of the file manager and press the PreCAST menuPreCAST will load first a ProCAST file(d.dat)if it is present in the cur rent directory.If Pr eCAST does not find any ProCAST file,it will look for a MeshCAST file(.mesh)with the corr esponding prefix.And if there is no MeshCAST file,you will have to use the Open file menu of PreCAST in order to look for the r ight file.首先在file manager中的'Case'区域添入工程名称，点击PreCAST菜单。
procast版简体中文教程byzffeng
ProCAST 软件综合培训教程 CopyRightProCAST 简体中文基础应用教程版权所有：软件猎手ProCAST 软件综合培训教程 CopyRight第一章软件及基本操作介绍ProCAST 软件是由美国UES 公司开发的铸造过程模拟软件,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;一、软件模块：如图1 所示,ProCAST 软件包括8 个模块：1、基本模块Base Module：基本模块包括温度场、凝固、材料数据库及前后处理;2、剖分模块Meshing：产生输入模型的四面体体网格3、流动模块Fluid：对铸造过程中的流场进行模拟分析4、应力模块Stress：对铸造过程中的应力场进行模拟分析5、微结构模块Microstructure：对铸件的微观组织结构进行模拟分析6、电磁模块Electromagnetic：对铸造过程中的电磁场进行模拟分析7、辐射模块Radiation：对铸造过程中的辐射能量进行模拟分析8、逆运算模块Inverse：采用逆运算计算界面条件参数和边界条件参数二、模拟过程ProCAST 软件的模拟流程包括：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;ProCAST 软件综合培训教程 CopyRight、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,生成和文件,4、DataCAST：检查模型及PreCAST 中对模型的定义是否有错误,如有错误,输出错误信息,如无错误,将所有的模型信息转换为二进制,生成文件;5、ProCAST：对铸造过程模拟分析计算,生成文件;6、ViewCAST：显示铸造过程模拟分析结果;7、PostCAST：对铸造过程模拟分析结果进行后处理;三、应用范围ProCAST 软件可应用于砂模铸造、金属模铸造、熔模铸造、高/低压铸造、精密铸造、蜡模铸造、连续铸造等多种铸造过程;四、软件的安装1、在UNIX 系统上的安装①创建安装目录： mkdir /procast②进入安装目录： cd/procast③直接运行安装文件,选择机器类型,如SGI32,安装④设置用户权限：chmod 555 BIN/ BIN 文件夹对所有用户有读和执行权限chmod 666 LIB/ LIB 文件夹对所有用户有读和写权限chmod 777 BIN LIB BIN 和LIB 文件夹对所有用户有读、写和执行权限⑤设置环境变量及路径：setenv ProPATH320 /procast/V320/libsetenv ProBIN320 /procast/V320/binsetenv MeshPATH161 $ProPATH320setenv P_SCHEMA /procast/V320/schemaProCAST 软件综合培训教程 CopyRight ProINA320 $ProBIN320setenv ProINB320 $ProPATH320set path=$ProBIN320 $path⑥License：运行pro_enable,在随即出现的对话框中输入License 码2、在NT 系统上的安装1 安装XVision:双击,安装XVISION,默认目录为:C:\Program Files\XVISION,可以点击Custom,改变安装目录;2 安装ProCAST:双击,按提示步骤进行安装;五、软件运行ProCAST 软件的运行有两种方式：1、DOS 状态下运行：进入模型文件目录,输入命令名文件名,如 meshcast ab,即可进入相应的命令界面;2、界面状态下运行：开始菜单>程序>ProCAST>,进入界面状态,如图2 所示；ProCAST 软件综合培训教程 CopyRight点击File>PREFIX>在提示栏输入文件名>EXECUTE>点击相应的命令名,即执行相应的命令;六、运行窗口运行窗口如图3 所示;分为菜单区、命令区、操作区和模型显示区七、快捷键键功能F2 缩小10%F3 放大10%X 绕X 轴顺时针旋转10%Y 绕Y 轴顺时针旋转10%Z 绕Z 轴顺时针旋转10%CTRL+X 绕X 轴逆时针旋转10%。
ProCAST学习操作教程
易用性
软件界面友好，操作简单，方便用户 快速上手。
精确模拟
procast软件采用先进的数值计算方 法，能够精确模拟铸造过程中的流动、 传热、凝固等物理现象。
开放性
procast软件支持与其他CAD/CAE软 件的集成，方便用户进行数据交换和 协同工作。
procast软件的应用领域
汽车制造
用于优化汽车发动机、底盘等关键零部件的 铸造工艺。
家电制造
用于优化家电产品的铸造工艺，提高产品质 量和降低成本。
航空航天
用于制造高性能的航空发动机和航天器零部 件。
模具制造
用于设计和优化模具结构，提高模具使用寿 命和产品质量。
procast软件的学习价值
提高生产效率
通过优化铸造工艺，降低试制成本和 缩短产品上市时间，提高生产效率。
procast软件提供了多种收敛准则， 以确保模拟结果的收敛性和稳定性。
结果分析
结果输出
procast软件支持多种结果输出方式，如文本、图形 等，用户可根据需求选择合适的结果输出方式。
结果处理
用户可以对模拟结果进行进一步的处理和分析，如数 据拟合、统计分析等。
结果解读
用户需根据实际需求对模拟结果进行解读，以得出有 意义的结论和建议。
总结procast软件在工程实 践中的优势和局限性。
感谢您的观看
THANKS
边界条件
根据模拟需求，设置模型的边界条件，如固 定约束、载荷等。
03
procast软件基本操作
界面介绍
菜单栏
包含软件的所有功能命令，如文件、编辑、视图等。
工具栏
提供常用命令的快速访问按钮，方便用户操作。
属性面板
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铸造模拟软件procast使用指南铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 1 页共 56 页铸造模拟软件ProCast使用指南编制:审核:批准:声明:此设计指南仅供………内部使用，切勿外传。
铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 2 页共 56 页目录1 序言……………………………………………………………………………………………....................3 2 ProCa st软件主界面. (3)2.1 ProCast适用范围 (4)2.2 ProCast模拟分析能力 (4)2.3 ProCast分析模块....................................................................................................5 3 ProCast和常用软件的接口. (9)3.1 ProE网格划分 (9)3.2 GeoMesh前处理 (12)4 网格处理模块MeshCast 的 (16)4.1 Open (17)4.2 Repair (17)4.3 在修补环境中生成表面网格模型 (19)4.4 在Meshing environment 中编辑表面网格 (19)4.5 Generate Tet Mesh (21)5 前处理模块PreCast (23)5.1 Geometry (23)5.2 Materials (23)5.3 Interface (24)5.4 Boundary Conditions (24)5.5 Process (26)5.6 Initial Conditions (27)5.7 Run Parameters.................................................................................................28 6 求解模块DataCast和ProCast...........................................................................................35 7 后处理模块ViewCast. (37)7.1 Field Selections (38)7.2 Display types (38)7.3 Display Parameters (38)7.4 Curves (39)7.5 Geometry Manipulation (39)7.6 图片解说常用功能 (40)铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 3 页共 56 页1. 序言铸件充型凝固过程数值模拟是建立在经典方法、可视化等计算机手段基础上对铸件充型凝固过程进行模拟仿真和质量预测的技术，目前在国内外已经广泛采用并且收到很好的效果。
通过铸造模拟，产品设计人员可以直观地分析熔融金属的充型顺序和凝固过程中的时间、温度和应力等变化;然后通过对应相关浇注系统、补缩系统和冷却系统的设计(这些辅助系统都在产品之外，但对于产品实现是必不可少的)来保证设计目标的达成。
其间也不排除修改优化产品设计的可能，使得产品除了满足设计要求以外，还能满足铸造工艺性的要求。
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。
本文对ProCast的常用模块和操作进行了介绍，旨在帮助初学者快速熟悉该软件的模块及掌握基本操作命令。
2. ProCast软件的主界面及介绍网格划分网格划分网格划分前处理求解模块求解模块后处理计算状态块其他模块工作目录DOS环境帮助文件图为ProCast的主界面，包括网格划分、前处理、求解模块、后处理等四大模块。
铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 4 页共 56 页2.1 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。
2.2 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。
其结果也可以在网络浏览器中显示,这样对比较复杂的铸造过程能够通过网际网络进行讨论和研究。
(a) 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和冒口得到补缩造成的。
由于冒口补缩不足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。
(b) 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 TM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。
(c) 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。
铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 5 页共 56 页(d) 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。
(e) 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。
(f) 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。
(g) 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。
(h) 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。
2.3 ProCAST分析模块ProCAST 是针对铸造过程进行流动- 传热- 应力耦合作出分析的系统。
它主要由八个模块组成:有限元网格划分MeshCAST 基本模块、传热分析及前后处理Base License、流动分析Fluid flow、应力分析Stress 、热辐射分析Rediation 、显微组织分析Micromodel 、电磁感应分析Electromagnetics、反向求解Inverse ，这些模块既可以一起使用也可以根据用户需要有选择地使用。
对于普通用户，ProCAST应有基本模块，流动分析模块，应力分析模块和网格划分模块。
对于铸造模拟有更高要求的用户则需要有更多功能的其它模块。
铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 6 页共 56 页标准模块: 附加模块:* 基本模块(传热分析模块) * 应力分析模块* 流体分析模块 * 辐射分析模块高级模块: 工具模块:* 晶粒结构分析模块 * 网格生成模块 Meshcast* 微观组织分析模块 * 反向求解模块(a) 基本模块(传热分析模块):本模块进行传热计算并包括ProCAST的所有前后处理功能。
传热包括传导、对流和辐射。
使用热焓方程计算液固相变过程中的潜热。
ProCAST的前处理用于设定各种初始和边界条件，可以准确设定所有已知的铸造工艺的边界和初始条件。
铸造的物理过程就是通过这些初始条件和边界条件为计算机系统所认知的。
边界条件可以是常数，或者是时间或温度的函数。
ProCAST配备了功能强大而灵活的后处理，与其它模拟软件一样，它可以显示温度、压力和速度场，但又同时可以将这些信息与应力和变形同时显示。
不仅如此，ProCAST还可以使用X射线的方式确定缩孔的存在和位置，采用缩孔判据或Niyama判据也可以进行缩孔和缩松的评估。
ProCAST还能显示紊流、热辐射通量、固相分数、补缩长度、凝固速度、冷却速度，温度梯度等等。
(b) 流体分析模块:流体分析模块可以模拟所有包括充型在内的液体和固体流动的效应。
Procast 通过完全的Navier-Stocks流动方程对流体流动和传热进行耦合计算。
本模块中还包括非牛顿流体的分析计算。
此外，流动分析可以模拟紊流、触变行为及多孔介质流动(如过滤网)，也可以模拟注塑过程。
流动分析模块包括以下求解模型:Navier-Stokes 流动方程。
自由表面的非稳态充型。
气体模型:用以分析充型中的囊气、压铸和金属型主宰的排气塞、砂型透气性对充型过程的影响以及模拟低压铸造过程的充型。