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lignt

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ProCAST.t介紹及菜單詳解30
算熱輻射自動計算視角因子、考慮陰影效應(yīng)等，并提供；1.5.5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；Fe-C合金專用模型：包括共晶/共析球墨鑄鐵、共；1.5.6電磁感應(yīng)分析模塊：；電磁感應(yīng)分析模塊主要用來分析鑄造過程中涉及的感應(yīng)；1.5.7網(wǎng)格生成模塊MeshCAST：；MeshCAST自動產(chǎn)生有限元網(wǎng)格；1.5.8反向求解模塊
算熱輻射自動計算視角因子、考慮陰影效應(yīng)等，并提供了能夠考慮單晶鑄造移動邊界問題的功能。此模塊還可以用來處理連續(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題。
1.5.5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)的顯微組織模擬問題。ProCAST使用最新的晶粒結(jié)構(gòu)分析預(yù)測模型進(jìn)行柱狀晶和軸狀晶的形核與成長模擬。一旦液體中的過冷度達(dá)到一定程度，隨機(jī)模型就會確定新的晶粒的位置和晶粒的取向。該模塊可以用來確定工藝參數(shù)對晶粒形貌和柱狀晶到軸狀晶的轉(zhuǎn)變的影響。
Fe-C 合金專用模型：包括共晶/ 共析球墨鑄鐵、共晶/ 共析灰口/ 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算固相轉(zhuǎn)變、各相如奧氏體、鐵素體、滲炭體和珠光體的成分、多少以及相應(yīng)的潛熱釋放。
1.5.6電磁感應(yīng)分析模塊：
電磁感應(yīng)分析模塊主要用來分析鑄造過程中涉及的感應(yīng)加熱和電磁攪拌等問題。如半固態(tài)成形過程中的用電磁攪拌法制備半固態(tài)漿料，及半固態(tài)觸變成形過程中用感應(yīng)加熱重熔半固態(tài)坯料。這些過程都可以用P r o C A S T對熱流動電磁場進(jìn)行綜合計算和分析。
1.5.7網(wǎng)格生成模塊MeshCAST：
MeshCAST自動產(chǎn)生有限元網(wǎng)格。這個模塊與商業(yè)化CAD軟件的連接是天衣無縫的。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PAM SYSTEM和GEOMESH無縫連接。Meshcast TM同時擁有獨(dú)一無二的其它性能，例如初級CAD工具、高級修復(fù)工具、不一致網(wǎng)格的生成和殼型網(wǎng)格的生成等。
1.5.8反向求解模塊：
本模塊適用于科研或高級模擬計算之用。通過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，但有時模擬計算對這些數(shù)據(jù)有更高的精度要求，這時反算求解可以利用實際的測試溫度數(shù)據(jù)來確定邊界條件和材料的熱物理性能。利用實際的測溫數(shù)據(jù)來確定數(shù)值模擬的邊界條件和材料的熱物理性能，以最大限度的提高模擬結(jié)果的可靠性。在實際應(yīng)用技術(shù)中首先對鑄件或鑄型的一些關(guān)鍵部位進(jìn)行測溫，然后，將測溫結(jié)果作為輸入量通過ProCAST 反向求解模塊對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/時間曲線和實測曲線吻合從而獲得精確計算所需要的邊界條件和材料熱物理性能數(shù)據(jù)。
1.6 ProCAST特點(diǎn)
1. ProCAST 采用基于有限元法FEM 的數(shù)值計算方法與有限差分FDM 相比有限元法具有較大的靈活性，特別適用于模擬復(fù)雜鑄件成型過程中的各種物理現(xiàn)象有限元的優(yōu)點(diǎn)可以歸結(jié)如下：
1) 好的幾何描述能力FEM 可以精確描述曲面，而F D M 只能以階梯形簡化描述曲面。
2) 建模過程中如需局部網(wǎng)格細(xì)化有限元網(wǎng)格無需象有限差分法那樣把細(xì)化影響到整修模型，這樣使F E M 的單元和節(jié)點(diǎn)數(shù)明顯少于F D M。
3) 以彈性、彈塑性、彈粘塑性模型進(jìn)行應(yīng)力和熱的耦合分析時，只能采用有限元法。有限差分法由于網(wǎng)格不能變形因而不能進(jìn)行應(yīng)力分析。
4) 在處理和充型方向相平行的曲面時，由于有限元法能夠精確描述曲面邊界，因而能準(zhǔn)確模擬鑄件充型的流場，而有限差分法在描述鑄件曲面邊界時，由于斷面成鋸齒狀而造成較大的偏差。
5) 在精確處理輻射傳熱問題時，視角系數(shù)和陰影效果的計算，要求準(zhǔn)確地描述外表面及相應(yīng)方位。因此，F(xiàn) D M 無法處理復(fù)雜的輻射問題。
2. ProCAST 作為針對鑄造過程進(jìn)行流動-傳熱-應(yīng)力耦合求解的軟件包，能夠模擬鑄造過程中絕大多數(shù)問題和許多物理現(xiàn)象。
在鑄造過程分析方面，ProCAST 提供了能夠考慮氣體、過濾、高壓、旋轉(zhuǎn)等對鑄件充型的影響；能夠模擬出氣化模鑄造、低壓鑄造、壓力鑄造、離心鑄造等幾乎所有鑄造工藝的充型過程并能對注塑、壓制臘模、壓制粉末等的充型過程進(jìn)行模擬。
在傳熱分析方面，ProCAST 能夠?qū)醾鲗?dǎo)、對流和輻射等三種傳熱方式進(jìn)行求解，尤其是引入最新"灰體凈輻射法"模型，使ProCAST 擅長于解決精鑄及單晶鑄造問題。
在應(yīng)力分析方面，通過采用彈塑性和粘塑性，及獨(dú)有的處理鑄件/ 鑄型熱和機(jī)械接觸界面的方法，使其具有分析鑄件應(yīng)力、變形的能力。
在電磁分析方面，ProCAST 可以分析鑄造過程所涉及的感應(yīng)加熱和電磁攪拌等。
以上的分析可以獲得鑄造過程的各種現(xiàn)象鑄造缺陷形成及分布鑄件最終質(zhì)量的模擬和預(yù)測。
3.ProCAST 以模擬鑄造過程的基本功能劃分模塊，而不以鑄造方法進(jìn)行模塊劃分。各模塊根據(jù)可靠數(shù)據(jù)不僅能模擬鑄造過程還能夠模擬出熱處理和焊接等方面的問題。這極大地方便了用戶使用戶可以靈活地應(yīng)用軟件解決多種工藝問題。
4.ProCAST 的前后處理完全基于OSF/Motif的ProCAST 的用戶界面。通過提供交互菜單數(shù)據(jù)庫和多種對話框完成用戶信息的輸入。ProCAST 具有全面的在線幫助具有良好的用戶界面。ProCAST 通過提供和通用機(jī)械CAD 系統(tǒng)的接口，直接獲取鑄件實體模型的IGES 文件或通用CAE系統(tǒng)的有限元網(wǎng)格文件。ProCAST 還可以將模擬結(jié)果直接輸出到C A D 系統(tǒng)接口，尤其可以通過I -D E A S 直接讀取P r o C A S T 結(jié)果文件。這使得P r o C A S T 極易與具有設(shè)計加工的
C A D / C A M /C A E 系統(tǒng)相集成，實現(xiàn)數(shù)共享大幅度提高鑄造生產(chǎn)率。
5.ProCAST可運(yùn)行于Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Linux和UNIX平臺，對硬件沒有特殊要求。同時ProCAST也可運(yùn)行于矢量計算機(jī)上和進(jìn)行并行處理。ProCAST采用TK/TCL跨平臺語言，所有平臺的升級均同時進(jìn)行，無須任何第三方軟件支持。
第二章ProCAST的 Pro/E的接口
2.1 Pro/ENGINEER 與ProCAST 的接口方式的分析
一般來講三維設(shè)計軟件與有限元分析軟件的接口文件方式可分為兩大類：一類是專用接口，是指分析軟件專門針對某種造型軟件數(shù)據(jù)格式制定如ProCAST針對UG 的PARASOLIDS 格式文件接口；另一類是通用接口，即通過標(biāo)準(zhǔn)格式文件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換如IGES 、STEP 、STL 等。根據(jù)功能的不同又可以分為實體（包括線
框與表面）格式和有限元（FEM）格式。Pro/ENGINEER 與ProCAST 之間沒有專用接口，只有通用接口為遵從ProCAST的工作習(xí)慣，將有限元格式細(xì)分為表面網(wǎng)格（Surface Mesh）方式和四面體網(wǎng)格(Tetrahedral Mesh)方式。
2.1.1 Pro/ENGINEER 文件輸出方式
2.1.1.1 實體格式
Pro/ENGINEER 輸出默認(rèn)的實體格式文件，對零件為.prt ，對裝配為.asm 。這兩種實體格式均不能被ProCAST 接受，因而只能通過輸出標(biāo)準(zhǔn)接口格式文件與ProCAST 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。生成標(biāo)準(zhǔn)實體格式文件的命令次序為：
File?Export?Model??選擇文件格式?輸入文件名?輸出對話框?OK
對砂型鑄造，由于至少包括砂型及鑄件，必須使用裝配方式，以下如無特殊說明，均指裝配環(huán)境。
2.1.1.2 有限元格式文件 Pro/ENGINEER 產(chǎn)生體網(wǎng)格文件與表面網(wǎng)格文件過程大同小異；首先要在Foundation 或Assembly 環(huán)境下建模、定義材料特性、裝配；然后進(jìn)入FEM 環(huán)境，經(jīng)過定義模型、生成模型（體網(wǎng)格選取Tet Mesh，表面網(wǎng)格選取Shell Mesh）、輸出模型等過程產(chǎn)生有限元模型。
2.1.2 ProCAST 文件讀入與處理方式
對于不同類型的輸入文件，ProCAST 處理并不一樣。對實體類型文件及表面網(wǎng)格，先由網(wǎng)格剖分模塊MeshCAST 讀入，剖分體網(wǎng)格，輸出ProCAST
格式文件（.mesh），再傳給前處理模塊PreCAST 進(jìn)行前處理。而體網(wǎng)格文件，可以由MeshCAST 處理也可以被PreCAST 接受直接做前處理。
2.1.2.1 MeshCAST 的文件讀入與處理方式
ProCAST 的網(wǎng)格剖分模塊MeshCAST 對文件的處理方式如下圖所示：
2.1.2.2 PreCAST 的文件讀入方式
一般來講，PreCAST 最佳的輸入文件是由MeshCAST 產(chǎn)生的.mesh 格式文件，
但一些著名的分析軟件，如ANSYS 、Patran、 I-deas 等生成的四面體網(wǎng)格文件，或其它軟件生成的以上格式文件，也可以由PreCAST 直接讀入然后進(jìn)行分析前處理。
4.3.2 Repair environment (第二個環(huán)境)
有repair tools, set table, repair facilitation tool 幾項。
4.3.2.1修補(bǔ)工具（repair tools）
1．邊緣操作：
簡要說明一下:
Add line point-----確定兩個增加一條直線
sweep edges----------根據(jù)指定的角度或者沿著指定的軸來去除一些選定的直線
sweep curve----------靠去除已存在的邊緣來創(chuàng)造一個新的邊緣
connect---------連接選擇邊的端點(diǎn)到離它最近的位置
straighten------先選中邊再拉直
split line-------剪切,
Del/Merge-------合并已選擇邊的兩具端點(diǎn)成單一的點(diǎn)，而點(diǎn)的位置是預(yù)先確定的
Merge edges----合并相臨的邊緣成一個邊，用來消除幾何體中相臨表面的兩個邊的孔洞或裂紋，選擇邊的順序也很重要，第一個選擇的邊將會代替第二個選擇的邊，連接第二個邊的表面將會被擴(kuò)展來覆蓋原來的孔洞，一旦你確認(rèn)第二邊，它就會被消除，同時與它聯(lián)接的網(wǎng)格與會被消除。
Auto Merge-----用來合并兩個表面之間形成裂紋（縫）的邊，也能合并屬于重疊面的邊，只有當(dāng)這些邊被選擇時（成紅色），這個命令才能用，合并之后，合成邊由紅色變成白色，兩邊之間的最大距離填到Tolerance1中，最小距離填到Tolerance2中，這個命令只能在讀入幾何體時執(zhí)行，不能在劃分表面網(wǎng)格或體積網(wǎng)格后執(zhí)行。
Merge point----合并已選擇兩個邊的最近的兩個點(diǎn)成一個點(diǎn)。
2． Surface operation (表面操作)
簡要說明一下幾個命令：
Add plane----- 增加一個平面，先用選擇一系列的邊來增加一個平面，再點(diǎn)擊這個按鈕。
Add surface------ 增加一個表面，表面號會顯示在消息窗口中，新創(chuàng)造的表面沒有任何的邊，需要添加，還要對表面進(jìn)行描述。
Del surface ------刪除一個表面。
Rem coin faces-----這個命令用來刪除由auto merge operation 生成具有相同的邊緣的多重的表面，單擊Rem coin faces按鈕，命令就自動的執(zhí)行了，在消息窗口中會有顯示。
Merge surface -------合并小的表面到大的表面中去，首先確定哪個表面是你要合并的，有對話框提示是否要確定這樣的合并，兩個面選擇的順序并不重要，大的表面會用藍(lán)色顯示，大小面之間的邊會用紅色顯示，在這個命令執(zhí)行以后會自動刪除。
Add edges ---------增加已選擇的邊到指定的表面中。
Remove edges-----從指定的表面中刪除邊。
3．Build operation
Box-----構(gòu)建一個矩形，指定三個坐標(biāo)。
Cylinder----構(gòu)建一個圓柱體.
Sweep------按特定的軸或角度來拉伸
Split geom-----切分幾何體。
Add rectangle-----用四個相互聯(lián)系的邊來形成一個矩形（要指它三個以上的點(diǎn)）.
Construct periodic surface-----創(chuàng)建圍繞指定軸或角度來創(chuàng)建表面。
Translate------轉(zhuǎn)變一系列已選擇的邊緣來創(chuàng)建新的邊和表面。
Mirror symmetry------根據(jù)選定的邊（表面）來作鏡面對稱而產(chǎn)生的新的表面。 Rotational symmetry -----旋轉(zhuǎn)幾何體。
4． Tools
這些按鈕是用來進(jìn)行幾何體的修補(bǔ)的。簡要說明一下：
Print co-ordinate------顯示坐標(biāo)。
Auto-Fix unmeshed surface------自動修復(fù)在通常情況下不能生成的表面網(wǎng)格。 ISN------來顯示指定表面位置的結(jié)點(diǎn)及提示與這些節(jié)點(diǎn)有關(guān)的表面的數(shù)量。這個命令用來調(diào)試在體積網(wǎng)格產(chǎn)生過程中的錯誤。
Change view-----用來改變幾何體視圖的位置。
Bad Angle criteria-----壞角度標(biāo)準(zhǔn)，指定一個角度，這個角度將被用于決定表面網(wǎng)格是否包含壞的三角形網(wǎng)格（這些網(wǎng)格可能在以后的體積網(wǎng)格生成過程中產(chǎn)生問題）如果表面三角形網(wǎng)格的角度小于定義的這個角度值的話,Meshcast會產(chǎn)生壞三角形表面網(wǎng)格警告消息，角度的有效值在0~45度。
5． Import/Export
執(zhí)行各種輸入輸出命令。簡要說明一下幾個命令：
Export Geom------輸入幾何體模型（prefix.gmrst）
Import Geom-------輸出幾何體模型（prefix.gmrst）
Write surface---------把指定的表面（先選中）輸出，以meshcast-tmp這種形式，存放的路徑為當(dāng)前的工作路徑。
Read surface------把以前的用 write surface 命令輸出的文件（在當(dāng)前的工作路徑下）讀入。
Read surface mesh-----從meshcast-tmp 文件中讀取表面網(wǎng)格。
Write surface Dec 在當(dāng)前的工作路徑下寫一個指定表面的文件的相關(guān)描述。注意，一定要是meshcast-tmp 文件。
Read surface Dec在當(dāng)前的工作路徑下讀一個meshcast-tmp 文件。
4.3.2.2 repair facilitation tool
這些命令來評估幾何體模型，執(zhí)行選擇操作，激活下一級的幾何體設(shè)置和完成表面網(wǎng)格的生成。簡要說明一下幾個命令：
check Geometry------用來檢查幾何體的裂紋，也指出在生成體積網(wǎng)格的過程，可能產(chǎn)生多種材料裂紋，用藍(lán)色來顯示（with red-plus sign），連接超過兩個表面的邊將用黃色來顯示。
Identify------根據(jù)一種指定的標(biāo)準(zhǔn)來鑒別表面和邊，在消息窗口中顯示表面

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