Вторник, 24.10.2017, 14:27

САПР
Программы
ProCAST 

ProCAST — профессиональная система компьютерного моделирования литейных процессов методом конечных элементов, обеспечивающая совместное решение температурной, гидродинамической и деформационной задач вместе с уникальными металлургическими возможностями для всех процессов литья и литейных сплавов.


Программный комплекс для моделирования литья компании ESI Group по праву считается незаменимым для любого литейного производства инструментом проверки решений на этапе разработки — для повышения выхода годного и снижения производственных расходов. ProCAST — передовой продукт, результат более чем 20-летнего сотрудничества с крупными предприятиями и академическими институтами всего мира. В версии 2011.0 представлены новый генератор конечно-элементных сеток Visual-MESH и новый препроцессор Visual-CAST. Реализованы новые модели микроструктуры чугунов, модель макросегрегаций в сталях, расчет газотворности песчаных форм. Впервые доступен расчет литниковой системы для процесса литья под давлением в новом модуле SALSA3D.

Основа ProCAST – единый графический интерфейс с интегрированными в него базами данных, генератор конечно-элементных сеток и два решателя: гидродинамический (Flow solver) и тепловой (Thermal solver). В качестве дополнительных опций предлагается внушительный список модулей, расширяющих базовые возможности программы.

Модульная структура ProCAST
 
Модульная структура ProCAST

Почти все модули ProCAST используют для решения соответствующих дифференциальных уравнений метод конечных элементов (МКЭ). Исключение составляет модуль расчета газовой и усадочной микропористости (Advanced Porosity Module), использующий метод конечных разностей (МКР), и модуль расчета процесса зарождения и роста зеренной структуры (CAFE), сочетающий в себе МКЭ и клеточные автоматы.

Для подготовки сеточной модели в ProCAST имеется полностью автоматический генератор 2D и 3D (тетраэдральной) конечно-элементной сетки MeshCAST. Он позволяет импортировать CAD-модели в форматах IGES, STEP, VDA, и Parasolid и сеточные 2D и 3D-модели в форматах NASTRAN, PATRAN, I-DEAS и Ansys. В состав MeshCAST включено несколько алгоритмов для автоматического создания многослойных сеточных оболочек, что позволяет формировать модели керамической формы, теплоизоляционных материалов и т.п., не прибегая к моделированию в CAD-системе. Одновременно внедряется новый модуль Visual-Mesh, который постепенно заменит собой традиционный MeshCAST.

ProCAST/MeshCAST. Сеточная модель литейного блока (ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют»)
 
ProCAST/MeshCAST. Сеточная модель литейного блока (ФГУП «НПЦ газотурбостроения „Салют")

ProCAST Flow solver – модуль, рассчитывающий заполнение формы жидким расплавом. Расчет течения описывается полным уравнением Новье-Стокса и может проводиться вместе с анализом температуры и напряжений. В решатель добавлена специальная модель для анализа турбулентных потоков. ProCAST Flow solver позволяет получить представление о характере заполнения формы расплавом, размывании песчаной формы, воздушных карманах, турбулентном течении, засорах, непроливах и холодных спаях. С помощью дополнительных опций можно моделировать центробежное литье, литье по выжигаемым моделям, изготовление песчаных стержней и литье тиксоматериалов.

ProCAST. Заполнение формы расплавом (ОАО «Тушинский машиностроительный завод»)
 
ProCAST. Заполнение формы расплавом (ОАО „Тушинский машиностроительный завод")


ProCAST Thermal solver – решатель, моделирующий тепловые явления в процессе заливки формы и кристаллизации отливки и позволяющий рассчитать температурные поля в отливке и форме с учетом теплопроводности, конвекции и излучения (в окружающую среду). С помощью энтальпии учитывается тепловыделение, связанное с изменением фазового состава при кристаллизации и в твердом состоянии. ProCAST Thermal solver решает следующие задачи: вычисление температурных полей в отливке и форме, выявление термических узлов в отливке, выявление мест перегрева формы, расчет усадочной раковины, расчет макропористости. Эффективно моделируется многоцикловое литье в постоянные формы (учитывается постепенный прогрев формы в процессе выпуска партии деталей).
С помощью дополнительных опций возможно моделирование сложного теплообмена излучением с эффектами переизлучения и затенения, непрерывного и полунепрерывного литья.

ProCAST. Тепловые узлы в отливке
 
ProCAST. Тепловые узлы в отливке


ProCAST Stress solver – решатель напряжений, работающий совместно с термическим и гидродинамическим решателями. ProCAST Stress solver реализует следующие модели поведения материалов отливки и формы: линейная упругая, упругопластическая, вязкопластическая, вязкоупругая, жесткая и свободная. Совместный расчет напряжений позволяет с высокой точностью прогнозировать термический и механический контакты, остаточные напряжения, коробление и деформации, горячие трещины и разломы, напряжения в отливке и форме, усталость.

ProCAST. Деформации в отливке
 
ProCAST. Деформации в отливке


Кроме основных решателей и опций к ним, ProCAST содержит большое количество дополнительных модулей:

CAFE module – модуль, моделирующий структуру зерен во время затвердевания. Зеренная структура отливки – важный параметр, контролируемый металлургами. ProCAST совмещает модель клеточных автоматов (CA) с конечно-элементным (FE) расчетом тепловых потоков. По этой причине модуль расчета структуры зерен ProCAST обычно называют CAFE.

ProCAST/CAFE. Микроструктура литого образца (ОАО «НПО «Сатурн»)
 
ProCAST/CAFE. Микроструктура литого образца (ОАО «НПО „Сатурн")

Microstructure module – модуль расчета микроструктуры литейных чугунов и сталей. ProCAST реализует детерминистический подход к расчету микроструктуры, который позволяет прогнозировать фазообразование и фазовые превращения в сталях и литейных чугунах. Результатами расчета по такой модели будут: средний размер зерна, междендритное расстояние, фазовый состав, механические свойства (предел текучести, предел прочности, удлинение и твердость). В Microstructure module включены модели Phase Field, Pseudo-Front Tracking, модель чугуна с вермикулярным графитом (CGI), модель коррозионно-стойкого чугуна (Ni-Resist) и модель макросегрегаций в сталях, которые дают прямое описание развития морфологии зерен и микросегрегаций в заданных зонах отливки.

Inverse module – модуль, предназначенный для уточнения граничных условий и свойств материалов. Граничные условия и свойства материалов могут быть определены в ProCAST с помощью инверсных методов. Эти методы основаны на минимизации разницы между рассчитанными и экспериментальными температурами, измеренными в определенных местах в определенное время.

Advanced Porosity Module (APM) – модуль, рассчитывающий макро- и микропористость в отливке. В отличие от стандартной модели пористости, включенной в ProCAST Thermal solver, Advanced Porosity Module позволяет рассчитать междендритную усадку с учетом растворенных газов, присутствующих в расплаве. В модуле используется модель, основанная на решении уравнения Дарси и микросегрегации газа, которая объединена с моделью макропористости и прогнозом образования усадочной раковины.

ProCAST. Пористость
 
ProCAST. Пористость

User functions – модуль, с помощью которого возможно гибкое управление граничными условиями. User functions позволяет задать граничные условия (например, коэффициент теплопередачи), зависящие от времени, температуры или положения в пространстве. Это дает возможность более точно моделировать разные специфические литейные технологии, например, направленную кристаллизацию (в том числе с жидкометаллическим охладителем).

Hot Cracking module (только для Continuous casting) – модуль, проводящий критериальный анализ возможности образования горячих трещин при непрерывном и полунеприрывном литье. Возникновение горячих трещин при непрерывном литье отрицательно сказывается на производительности, особенно для сплавов, чувствительных к этому дефекту. Hot Cracking module содержит новый критерий образования горячих трещин, разработанный специально для процессов непрерывного литья.

CompuTherm Material Thermodynamic Database (Fe, Ni, Al, Mg, Ti, Cu) – уникальная термодинамическая база данных, которая позволяет пользователю, введя химический состав сплава, автоматически получить температурные кривые свойств, необходимые для проведения точного расчета литейного процесса. С помощью Thermodynamic Database можно рассчитать кривые энтальпии, доли твердой фазы, плотности, вязкости, коэффициента теплопроводности в зависимости от химического состава и скорости охлаждения. Также с помощью Thermodynamic Database можно рассчитать упругие свойства материала (в виде температурных кривых): модуль Юнга, коэффициент Пуассона, коэффициент линейного температурного расширения. Для Al и Mg сплавов возможен расчет предела текучести c учетом скорости охлаждения.

ProCAST. Термодинамическое определение свойств сплава
 
ProCAST. Термодинамическое определение свойств сплава

Visual-OPT – модуль оптимизации геометрии и параметров литейного процесса; помогает исследовать устойчивость производственного процесса к изменению различных параметров. Например, модуль может выполнить минимальное количество вычислений для оценки риска появления пористости в зависимости от возможных отклонений значений этих параметров.

SALSA3D – отдельный модуль от компании CTIF, позволяющий рассчитать и создать литниковую систему для процесса литья под давлением. Сконструированная система может быть передана в ProCAST для моделирования и анализа.

Интерфейс модуля SALSA3D
 
Интерфейс модуля SALSA3D

Мы здесь
start@ing-tv.ru
+7(950) 402-03-19
+7(391) 231-25-60
 
Инженерные сети
Расчетные САПР
Программы SoftHVAC
Энергоэффективност
GeoSolution

Copyright Weißes Meer © 2017