ProCAST是一款使用有限元方法(FEM)的鑄造仿真軟件?？梢詫Π紤]角度因子的熱輻射在內(nèi)的熱傳導(dǎo)(熱對流)，包括鑄型填充的流體流動以及全耦合溫度場計算(熱力學(xué))的應(yīng)力進行模擬。 此外，軟件還可以進行微觀組織、熱處理、晶粒結(jié)構(gòu)和縮孔縮松等模擬。

功能介紹

縮孔

通過ProCAST的標(biāo)準(zhǔn)求解器可以計算出宏觀縮孔的位置。ProCAST還具備一個更精細的模型來模擬氣孔位置，該模型通過**計算枝晶收縮和氣體含量模擬出氣孔位置

應(yīng)力分布與變形

ProCAST具備獨特的熱、流動及應(yīng)力耦合分析能力，并且，這種的耦合分析可以同時在同一網(wǎng)格上進行。ProCAST能夠檢查充型過程中產(chǎn)生的熱沖擊，以及凝固過程中鑄件和模具之間間隙的影響。解決熱裂、塑性變形、殘余應(yīng)力和扭曲變形等當(dāng)前工業(yè)用戶關(guān)心的主要問題。

微觀組織及性能

基于合金成分的不同，軟件自動計算相應(yīng)的微觀組織及性能預(yù)測。如：可**的考慮球鐵類鑄件的石墨化膨脹問題，從而獲得有意義的模擬計算結(jié)果。耦合微觀組織模塊**計算鑄鐵件的致密度缺陷。同時可以基于相成分來預(yù)測鑄件的強度、硬度、延展率等性能。

CAFE晶粒形貌

鑄件的晶粒組織結(jié)構(gòu)是冶金學(xué)家希望控制的鑄造參數(shù)。典型的案例是運用定向凝固的方法制造的燃氣渦輪葉片。在這種熔模鑄造過程中，鑄件和冷鐵接觸的地方，合金以很細的晶粒開始凝固。在這個等軸晶粒區(qū)域，晶粒結(jié)晶方向按照熱流方向生長，抑制了其它方向晶粒的生長。極端的情況是，在需要單晶的特殊應(yīng)用場合，在嚴(yán)格控制的凝固條件下，使一個晶核生長成整個單晶零件。

ProCAST可以計算凝固過程中晶粒結(jié)構(gòu)的變化，被很多高端工業(yè)用戶用來控制鑄造條件，優(yōu)化零部件性能。ProCAST將有限元熱流計算與CA(Cellular Automation)模型進行耦合，因此ProCAST的晶粒組織模塊常被工業(yè)界的專家稱為CAFE模塊。

**縮孔縮松

大多數(shù)模擬軟件局限于通過識別孤立液相區(qū)來預(yù)測縮孔，這種簡化的方法沒有考慮氣孔的影響。

ProCAST是**個基于物理方法實現(xiàn)收縮和氣孔模擬的商用軟件，它耦合了宏觀縮孔和縮管的預(yù)測。糊狀區(qū)域的流動計算以及基于達西方程(Darcy,s equation)的相關(guān)壓降。另外，ProCAST具備一個聯(lián)合考慮溶解度和微孔形核長大的氣體偏析模型。這種綜合的處理方法擴展了鑄造專業(yè)人士探索并理解鑄造工藝條件、合金純度和縮孔縮松預(yù)測之間的復(fù)雜相互關(guān)系。

并行求解

ProCAST鑄造分析軟件中的有限元模塊求解器和差分模塊求解器都支持并行計算。ProCAST的DMP解決方案(內(nèi)存分布式并行計算)使用了新的動態(tài)體劃分和信息通訊技術(shù)。DMP版本包括了軟件的主要的填充和凝固模塊功能，包括輻射、應(yīng)力計算、微觀組織結(jié)構(gòu)計算，并且使用于Linux和Windows平臺。為了模擬金屬鑄造中實際的工業(yè)條件，ProCAST提供了熱循環(huán)模擬以達到模具的穩(wěn)定溫度狀態(tài)，若采用并行計算可在數(shù)分鐘內(nèi)完成求解。

優(yōu)化計算

優(yōu)化就是自動找到優(yōu)的條件(如工藝設(shè)計方案及參數(shù))以達到設(shè)計目標(biāo)(縮孔縮松小化、提高工藝出品率等等)，而不用在每次模擬后人為判定。

設(shè)計優(yōu)化

通過Visual-OPT可以自動找出優(yōu)的設(shè)計方案：

冒口尺寸及位置、冷鐵位置、澆口位置、澆道尺寸

工藝參數(shù)優(yōu)化

通過Visual-OPT可以自動找出優(yōu)的工藝參數(shù)：

澆注溫度、澆注速度、模具溫度

對于客戶的要求，如縮孔小化，氧化夾渣小化、提高模具壽命、避免壓室中產(chǎn)生裹氣等等。。。相對于傳統(tǒng)的“試錯法”，Visual-OPT是成本低，經(jīng)濟性好的工具。

工藝穩(wěn)定性及實驗設(shè)計

作為鑄造工程師還必須要評估工藝穩(wěn)定性及各工藝參數(shù)的影響，如澆注溫度、模具溫度等。通過優(yōu)化算法，經(jīng)過很少的幾次計算(基于隨機方法)就能得到縮孔缺陷與這些工藝參數(shù)之間的關(guān)系。例如，使用Visual-OPT的這個功能，用戶可以根據(jù)零件的縮孔敏感性，很容易就能確定安全的工藝參數(shù)值。