傳熱分析模塊

      本模塊進(jìn)行傳熱計(jì)算，并包括ProCAST的所有前后處理功能。傳熱包括鑄件頂出后型腔和鋁鑄件的溫度分布

      傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。使用熱焓方程計(jì)算液固相變過(guò)程中的潛熱。ProCAST的前處理用于設(shè)定各種初始和邊界條件，可以準(zhǔn)確設(shè)定所有已知的鑄造工藝的邊界和初始條件。鑄造的物理過(guò)程就是通過(guò)這些初始條件和邊界條件為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所認(rèn)知的。邊界條件可以是常數(shù)，也可以是時(shí)間或溫度的函數(shù)。ProCAST配備了功能強(qiáng)大而靈活的后處理，與其他模擬軟件一樣，它可以顯示溫度、壓力和速度場(chǎng)，又可以將這些信息與應(yīng)力和變形同時(shí)顯示。不僅如此，ProCAST還可以使用x射線確定縮孔的存在和位置，采用縮孔判據(jù)或Niyama判據(jù)也可以進(jìn)行縮孔和縮松的評(píng)估。ProCAST還能顯示紊流、熱輻射通量、固相分?jǐn)?shù)、補(bǔ)縮長(zhǎng)度、凝固速度、冷卻速度，溫度梯度等。

      流體分析模塊

      流體分析模塊可以模擬包括充型在內(nèi)的所有液體和固體流動(dòng)的效應(yīng)。ProCAST通過(guò)完全的Navier—Stocks流動(dòng)方程對(duì)流體流動(dòng)和傳熱進(jìn)行耦合計(jì)算。本模塊中還包括非牛頓流體的分析計(jì)算。此外，流動(dòng)分析可以模擬紊流、觸變行為及多孔介質(zhì)流動(dòng)(如過(guò)濾網(wǎng))，也可以模擬注塑過(guò)程。

      流動(dòng)分析模塊包括以下求解模型：

      Navier—Stokes流動(dòng)方程;

      自由表面的非穩(wěn)態(tài)充型;

      氣體模型(用以分析充型中的囊氣、壓鑄和金屬型主宰的排氣塞、砂型透氣性對(duì)充型過(guò)程的影響以及模擬低壓鑄造過(guò)程的充型);

      濾模型(分析過(guò)濾網(wǎng)的熱物性和透過(guò)率對(duì)充型的影響，以及金屬在過(guò)濾網(wǎng)中的壓頭損失和能量損失，粒子軌跡模型跟蹤夾雜物的運(yùn)動(dòng)軌跡及最終位置);

      牛頓流體模型(以Carreau.Yasuda冪律模型來(lái)模擬塑料、蠟料、粉末等的充型過(guò)程);

      紊流模型(用以模擬高壓壓力鑄造條件下的高速流動(dòng));

      消失模模型(分析泡沫材料的性質(zhì)和燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體、金屬液前沿的熱量損失、背壓和鑄型的透氣性對(duì)消失模鑄造充型過(guò)程的影響規(guī)律);

      傾斜澆注模型(用以模擬離心鑄造和傾斜澆注時(shí)金屬的充型過(guò)程);

      從以上列出的流動(dòng)分析模型可知，在模擬金屬充型方面ProCAST提供了強(qiáng)大的功能。

      應(yīng)力分析模塊

      本模塊可以進(jìn)行完整的熱、流場(chǎng)和應(yīng)力的耦合計(jì)算。應(yīng)力分析模塊用以模擬計(jì)算領(lǐng)域中的熱應(yīng)力分布，包括鑄件鑄型型芯和冷鐵等。采用應(yīng)力分析模塊可以分析出殘余應(yīng)力、塑性變形、熱裂和鑄件最終形狀等。應(yīng)力分析模塊包括的求解模型有6種：線性應(yīng)力，塑性、粘塑性模型，鑄件、鑄型界面的機(jī)械接觸模型，鑄件疲勞預(yù)測(cè)，殘余應(yīng)力分析，最終鑄件形狀預(yù)測(cè)。

      輻射分析模塊

      本模塊大大加強(qiáng)了基本模塊中關(guān)于輻射計(jì)算的功能。專(zhuān)門(mén)用于精確處理單晶鑄造、熔模鑄造過(guò)程熱輻射的計(jì)算。特別適用于高溫合金如鐵基或鎳基合金。此模塊被廣泛用于渦輪葉片的生產(chǎn)模擬。該模塊采用最新的“灰體凈輻射法”計(jì)算熱輻射自動(dòng)計(jì)算視角因子、考慮陰影效應(yīng)等，并提供了能夠考慮單晶鑄造移動(dòng)邊界問(wèn)題的功能。此模塊還可以用來(lái)處理連續(xù)性鑄造的熱輻射，工件在熱處理爐中的加熱以及焊接等方面的問(wèn)題。

      顯微組織分析模塊

      顯微組織分析模塊將鑄件中任何位置的熱經(jīng)歷與晶體的形核和長(zhǎng)大相聯(lián)系，從而模擬出鑄件各部位的顯微組織。ProCAST中所包括的顯微組織模型有通用型模型，包括等軸晶模型、包晶和共晶轉(zhuǎn)變模型，將這幾種模型相結(jié)合就可以處理任何合金系統(tǒng)的顯微組織模擬問(wèn)題。

      ProCAST使用最新的晶粒結(jié)構(gòu)分析預(yù)測(cè)模型進(jìn)行柱狀晶和軸狀晶的形核與成長(zhǎng)模擬。一旦液體中的過(guò)冷度達(dá)到一定程度，隨機(jī)模型就會(huì)確定新的晶粒的位置和晶粒的取向。該模塊可以用來(lái)確定工藝參數(shù)對(duì)晶粒形貌和柱狀晶到軸狀晶的轉(zhuǎn)變的影響。

      Fe—C合金專(zhuān)用模型：包括共晶/共析球墨鑄鐵、共晶/共析灰El/白口鑄鐵、Fe—C合金固態(tài)相變模型等。運(yùn)用這些模型能夠定性和定量地計(jì)算固相轉(zhuǎn)變、各相如奧氏體、鐵素體、滲碳體和珠光體的成分、多少以及相應(yīng)的潛熱釋放。

      電磁感應(yīng)分析模塊

      電磁感應(yīng)分析模塊主要用來(lái)分析鑄造過(guò)程中涉及的感應(yīng)加熱和電磁攪拌等問(wèn)題，如半固態(tài)成形過(guò)程中的用電磁攪拌法制備半固態(tài)漿料及半固態(tài)觸變成形過(guò)程中用感應(yīng)加熱重熔半固態(tài)坯料。這些過(guò)程都可以用ProCAST對(duì)熱流動(dòng)電磁場(chǎng)進(jìn)行綜合計(jì)算和分析。

      網(wǎng)格生成模塊

      MeshCASTMeshCAST自動(dòng)產(chǎn)生有限元網(wǎng)格。這個(gè)模塊與商業(yè)化CAD軟件的連接是天衣無(wú)縫的。它可以讀入標(biāo)準(zhǔn)的CAD文件格式如IGES，Step，STL或者Parsolids。同時(shí)還可以讀諸如I-DEAS，Patran，Ansys，ARIES或ANVIL格式的表面或三維體網(wǎng)格，也可以直接和ESI的PAMSYS.TEM和GEOMESH無(wú)縫連接。MeshcastTM同時(shí)擁有獨(dú)一無(wú)二的其他性能，如初級(jí)CAD工具、高級(jí)修復(fù)工具、不一致網(wǎng)格的生成和殼型網(wǎng)格的生成等。

      反向求解模塊

      本模塊適用于科研或高級(jí)模擬計(jì)算之用。通過(guò)反算求解可以確定邊界條件和材料的熱物理性能，雖然ProCAST提供了一系列可靠的邊界條件和材料的熱物理性能，但有時(shí)模擬計(jì)算對(duì)這些數(shù)據(jù)有更高的精度要求，這時(shí)反算求解可以利用實(shí)際的測(cè)試溫度數(shù)據(jù)來(lái)確定邊界條件和材料的熱物理性能，以最大限度地提高模擬結(jié)果的可靠性。

      在實(shí)際應(yīng)用技術(shù)中首先對(duì)鑄件或鑄型的一些關(guān)鍵部位進(jìn)行測(cè)溫，然后將測(cè)溫結(jié)果作為輸人量通過(guò)ProCAST反向求解模塊對(duì)材料的熱物理性能和邊界條件進(jìn)行逐步迭代，使技術(shù)的溫度/時(shí)間曲線和實(shí)測(cè)曲線吻合，從而獲得精確計(jì)算所需要的邊界條件和材料熱物理I生能數(shù)據(jù)。