資料介紹

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語言：英語
網址：http://www.esi-group.com/products/casting/procast
類別：鑄造模擬


ProCAST是完整的模塊化軟件系統，包含了可拓展的應用模塊與工程工具，以滿足鑄造企業具有挑戰性的各種需要。各個模塊具有很強的專用性，分別針對工藝過程的某一特定步驟：
·流動求解器——充型過程模擬，包括半固態材料、消失模工藝及離心鑄造；
·傳熱求解器——凝固與收縮趨勢預測，包括輻射選項；
·應力求解器——熱應力及變形情況。
·此外，高級專用金相選項能夠預測：
·氣孔與微觀縮孔；
·鐵碳合金微觀組織
·晶粒結構。


ProCAST共有九個模塊，下面分別闡述相應的功能。
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前處理器PreCAST
　　通過ProCAST圖形用戶界面可以定義各種邊界條件。這些豐富的功能能夠准確模擬所有鑄造情況。所選需要施加邊界條件的幾何區域可以通過點擊和自動選擇延伸執行。用戶定義的數據可以是不變的，也可以隨時間或溫度變化。

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簡單而直接的邊界條件定義
材料數據庫
　　ProCAST提供了可擴展材料數據庫，可用於模擬大多數合金，從鋼和鐵到鋁基、钴基、銅基、鎂基、鎳基、钛基和鋅基合金。目前，材料數據庫還仍在持續不斷地進行擴充，經過工業驗證的完善的物性參數會及時添加進去。
　　此外，ProCAST還擁有獨特的熱力學數據庫。該數據庫允許用戶直接輸入合金化學成分，自動產生模擬所需的物性數據。

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　材料數據庫的版面和屬性曲線
後處理器ViewCAST
　　ProCAST後處理器功能相當強大而多樣，采用菜單和圖標驅動方式，提供了下列變化過程的動態信息：
·金屬液前沿流動
·卷氣
·溫度場
·壓力雲圖
·凝固數據
·速度矢量
·應力和變形
·微觀組織

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ProCAST提供了多種方式，便於顯示工藝結果，包括：
·雲圖
·矢量圖
·截面及切平面
·X-Y曲線圖
·動畫，圖片及影片輸出

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便於快速直接地交換信息和通訊，並可將模擬結果以不同的標准格式輸出到其他CAE軟件中。
網格劃分與工具
　　MeshCAST是ProCAST的CAD接口與網格生成模塊。它將設計階段與仿真階段高效地聯系在一起，能夠快速完成創新性設計方案的准備工作，並實現快速而可靠的計算。
主要特點
·自動生成三維網格
·CAD/CAE幾何通過STEP, IGES, 或Parasolid格式導入
·直接有限元網格導入
·快速的網格生成
·卓越的網格質量及質量檢查
·處理復雜幾何模型與多種材料
·邊或表面網格密度可變
·保證流動分析的網格要求
·熔模鑄造自動殼模生成

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反算模塊
　　 　　ProCAST反算模塊通過減小在給定的位置與時間上計算結果與實測溫度的差距，確定材料屬性或邊界條件。
主要特點
確定時間和溫度相關的界面系數
確定時間和溫度相關的邊界條件
確定時間和溫度相關的材料屬性

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流體求解器
　　ProCAST提供了一個卓越的流體流動功能來模擬充型過程。它耦合能量方程求解全三維N-S方程，自由表面前沿跟蹤方法采用體積函數法（VOF），能夠模擬凝固過程中自然對流和收縮引起的流動。
主要特點
·求解器全三維N-S流體流動方程
·傾斜澆注軸的旋轉
·模擬卷氣和排氣的氣體模型
·半固態材料的非牛頓流體模型
·過濾網模型
·湍流模型
·可壓流體模型
·消失模模型
·顆粒跟蹤方法

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傳熱求解器
　　傳熱求解器通過考慮傳導、對流和輻射現象實現傳熱計算。采用熱焓方式描述與相變有關的放熱過程，如凝固和固相轉變。
主要特點
·瞬態，非線性三維熱傳導
·熱對流和輻射
·采用熱焓方式考慮相變
·縮孔縮松預測
·壓力鑄造和金屬型鑄造的熱循環分析
·砂模鑄造虛擬模具

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應力求解器
　　ProCAST先進的應力求解器考慮了彈塑性或彈性－粘塑材料特性，能夠實現傳熱、流體和應力的耦合模擬。簡單材料模型，如彈性，空腔，或剛體，也能處理。
主要特點
·非線性應力分析
·自動接觸設置與評估（傳熱和受力）
·氣隙
·無限的模型尺寸
·隨溫度變化的機械性能

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輻射
　　輻射模塊擴展了傳熱求解器中的輻射處理能力，考慮了角系數的影響。該模塊對所有的熔模鑄造過程是必需的，因為從殼模的一個區域到另一區域的自輻射效應非常顯著。
主要特點
·包括自輻射效應的准確傳熱分析結果
·單晶鑄件輻射角系數自動更新
·模擬熔模完整工藝，包括殼型預熱
·快速角系數算法
·應用MeshCAST中殼層選項產生殼體

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氣孔與微觀縮孔預測
　　大多數模擬軟件嚴格限定縮孔預測必須為金屬液卷氣引起的宏觀縮孔，這種簡化方法沒有考慮氣體與枝晶間收縮導致的微觀縮孔。ProCAST提供了基於物理現象的獨特方法，處理微觀縮孔模型。
主要特點
·耦合宏觀縮孔與管狀收縮的顯微縮孔預測
·糊狀區壓降
·氣體分離
·氣體溶解度作為溫度和合金元素的函數
·氣孔的形核和生長

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微觀組織
　　ProCAST微觀組織模塊可建立確定性模型，該模型可將鑄件任意位置熱變化同微觀組織形核和長大過程耦合實現模擬。 主要特點
·可用的確定性模型：
·等軸晶(DAS)
·耦合共晶
·球墨鑄鐵共晶(SGI)
·灰口/白口鐵共晶
·球墨鑄鐵共析
·灰口鐵共析
·包晶轉變
·Scheil模型
·鐵/碳固態轉變

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晶粒結構模擬
　　晶粒結構模塊基於隨機方法（細胞自動機CA）和有限元法（CAFE模型）的耦合，能夠預測凝固態的晶粒結構。
主要特點
·預測柱狀和等軸晶結構
·柱狀晶到等軸晶轉變
·柱狀結晶區晶粒選擇
·預測單晶鑄件中雜散晶體
·晶體結構的演變
·立體信息
·晶粒結構直接可視化

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代碼