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ProCAST.t介紹及菜單詳解30 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；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(dòng)產(chǎn)生有限元網(wǎng)格；1.5.8反向求解模塊 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(huì)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(jì)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(dòng)電磁場進(jìn)行綜合計(jì)算和分析。 1.5.7網(wǎng)格生成模塊MeshCAST： MeshCAST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PAM SYSTEM和GEOMESH無縫連接。Meshcast TM同時(shí)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(jì)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(shí)模擬計(jì)算對這些數(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(shí)際的測溫?cái)?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(shí)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(shí)間曲線和實(shí)測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(jì)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，視角系數(shù)和陰影效果的計(jì)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(dòng)-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(shí)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(jì)加工的 C A D / C A M /C A E 系統(tǒng)相集成，實(shí)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(shí)ProCAST也可運(yùn)行于矢量計(jì)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(shí)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(jì)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(shí)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(shí)體格式 Pro/ENGINEER 輸出默認(rèn)的實(shí)體格式文件，對零件為.prt ，對裝配為.asm 。這兩種實(shí)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(shí)體格式文件的命令次序?yàn)椋?br /> 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(shí)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(gè)環(huán)境) 有repair tools, set table, repair facilitation tool 幾項(xiàng)。 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(gè)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(gè)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(gè)邊，用來消除幾何體中相臨表面的兩個(gè)邊的孔洞或裂紋，選擇邊的順序也很重要，第一個(gè)選擇 的邊將會(huì)代替第二個(gè)選擇的邊，連接第二個(gè)邊的表面將會(huì)被擴(kuò)展來覆蓋原來的孔洞，一旦你確認(rèn)第二邊，它就會(huì)被消除，同時(shí)與它聯(lián)接的網(wǎng)格與會(huì)被消除。 Auto Merge-----用來合并兩個(gè)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(shí)（成紅色），這個(gè)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(gè)命令只能在讀入幾何體時(shí)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(gè)邊的最近的兩個(gè)點(diǎn)成一個(gè)點(diǎn)。 2． Surface operation (表面操作) 簡要說明一下幾個(gè)命令： Add plane----- 增加一個(gè)平面，先用選擇一系列的邊來增加一個(gè)平面，再點(diǎn)擊這個(gè)按鈕。 Add surface------ 增加一個(gè)表面，表面號會(huì)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(gè)表面。 Rem coin faces-----這個(gè)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(dòng)的執(zhí)行了，在消息窗口中會(huì)有顯示。 Merge surface -------合并小的表面到大的表面中去，首先確定哪個(gè)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(gè)面選擇的順序并不重要，大的表面會(huì)用藍(lán)色顯示，大小面之間的邊會(huì)用紅色顯示，在這個(gè)命令執(zhí)行以后會(huì)自動(dòng)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(gè)矩形，指定三個(gè)坐標(biāo)。 Cylinder----構(gòu)建一個(gè)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(gè)相互聯(lián)系的邊來形成一個(gè)矩形（要指它三個(gè)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(dòng)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(gè)命令用來調(diào)試在體積網(wǎng)格產(chǎn)生過程中的錯(cuò)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(gè)角度，這個(gè)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(gè)角度值的話,Meshcast會(huì)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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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- 附件 2 : procast2009資料.rar
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