ESI ProCAST是一款有限元分析與產(chǎn)品設(shè)計制造軟件，通過giant軟件，用戶可以有效的對產(chǎn)品進(jìn)行分析評估，幫助商家檢驗產(chǎn)品的缺陷，準(zhǔn)確地預(yù)測及模擬鑄造缺點，分析鑄造過程中產(chǎn)生的變型，軟件提供了大量的分析模塊，能夠針對不同的產(chǎn)品進(jìn)行具體分析，適用于模擬復(fù)雜鑄件成形過程中的各種物理現(xiàn)象，為商家提前設(shè)計準(zhǔn)確的加工方案，減少出錯率，從而節(jié)約了加工成本；ESI ProCAST擁有先進(jìn)的鑄造仿真系統(tǒng)，能夠完美的對產(chǎn)品進(jìn)行仿真設(shè)計，通過虛擬仿真技術(shù)，可以為模型的性能進(jìn)行仔細(xì)分析，從而加強(qiáng)產(chǎn)品的制作工藝，提高產(chǎn)品的性能，加快產(chǎn)品的開發(fā)時間與支付時間，為用戶創(chuàng)建一個快速、高效、先進(jìn)的鑄造分析工具。

【功能特點】

　　傳熱分析模塊

　　本模塊進(jìn)行傳熱計算，并包括ProCAST的所有前后處理功能。傳熱包括鑄件頂出后型腔和鋁鑄件的溫度分布

　　傳導(dǎo)、對流和輻射。使用熱焓方程計算液固相變過程中的潛熱。ProCAST的前處理用于設(shè)定各種初始和邊界條件，可以準(zhǔn)確設(shè)定所有已知的鑄造工藝的邊界和初始條件。鑄造的物理過程就是通過這些初始條件和邊界條件為計算機(jī)系統(tǒng)所認(rèn)知的。邊界條件可以是常數(shù)，也可以是時間或溫度的函數(shù)。ProCAST配備了功能強(qiáng)大而靈活的后處理，與其他模擬軟件一樣，它可以顯示溫度、壓力和速度場，又可以將這些信息與應(yīng)力和變形同時顯示。不僅如此，ProCAST還可以使用x射線確定縮孔的存在和位置，采用縮孔判據(jù)或Niyama判據(jù)也可以進(jìn)行縮孔和縮松的評估。ProCAST還能顯示紊流、熱輻射通量、固相分?jǐn)?shù)、補(bǔ)縮長度、凝固速度、冷卻速度，溫度梯度等。

　　流體分析模塊

　　流體分析模塊可以模擬包括充型在內(nèi)的所有液體和固體流動的效應(yīng)。ProCAST通過完全的Navier—Stocks流動方程對流體流動和傳熱進(jìn)行耦合計算。本模塊中還包括非牛頓流體的分析計算。此外，流動分析可以模擬紊流、觸變行為及多孔介質(zhì)流動(如過濾網(wǎng))，也可以模擬注塑過程。流動分析模塊包括以下求解模型：Navier—Stokes流動方程，自由表面的非穩(wěn)態(tài)充型，氣體模型(用以分析充型中的囊氣、壓鑄和金屬型主宰的排氣塞、砂型透氣性對充型過程的影響以及模擬低壓鑄造過程的充型)，濾模型(分析過濾網(wǎng)的熱物性和透過率對充型的影響，以及金屬在過濾網(wǎng)中的壓頭損失和能量損失，粒子軌跡模型跟蹤夾雜物的運動軌跡及最終位置)，牛頓流體模型(以Carreau．Yasuda冪律模型來模擬塑料、蠟料、粉末等的充型過程)，紊流模型(用以模擬高壓壓力鑄造條件下的高速流動)，消失模模型(分析泡沫材料的性質(zhì)和燃燒時產(chǎn)生的氣體、金屬液前沿的熱量損失、背壓和鑄型的透氣性對消失模鑄造充型過程的影響規(guī)律)，傾斜澆注模型(用以模擬離心鑄造和傾斜澆注時金屬的充型過程)。從以上列出的流動分析模型可知，在模擬金屬充型方面ProCAST提供了強(qiáng)大的功能。

　　應(yīng)力分析模塊

　　本模塊可以進(jìn)行完整的熱、流場和應(yīng)力的耦合計算。應(yīng)力分析模塊用以模擬計算領(lǐng)域中的熱應(yīng)力分布，包括鑄件鑄型型芯和冷鐵等。采用應(yīng)力分析模塊可以分析出殘余應(yīng)力、塑性變形、熱裂和鑄件最終形狀等。應(yīng)力分析模塊包括的求解模型有6種：線性應(yīng)力，塑性、粘塑性模型，鑄件、鑄型界面的機(jī)械接觸模型，鑄件疲勞預(yù)測，殘余應(yīng)力分析，最終鑄件形狀預(yù)測。

　　輻射分析模塊

　　本模塊大大加強(qiáng)了基本模塊中關(guān)于輻射計算的功能。專門用于精確處理單晶鑄造、熔模鑄造過程熱輻射的計算。特別適用于高溫合金如鐵基或鎳基合金。此模塊被廣泛用于渦輪葉片的生產(chǎn)模擬。該模塊采用最新的“灰體凈輻射法”計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。

　　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El/白口鑄鐵、Fe—C合金固態(tài)相變模型等。運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、滲碳體和珠光體的成分、多少以及相應(yīng)的潛熱釋放。

　　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ProCAST對熱流動電磁場進(jìn)行綜合計算和分析。

　　網(wǎng)格生成模塊

　　MeshCASTMeshCAST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PAMSYS．TEM和GEOMESH無縫連接。MeshcastTM同時擁有獨一無二的其他性能，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。

　　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，以最大限度地提高模擬結(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)果作為輸人量通過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I生能數(shù)據(jù)。

【軟件特色】

　　幾何和網(wǎng)格

　　ProCAST具有強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分器，并與CAD有良好的接口。CAD接口包括：IGES， STEP， VDA， Parasolid， Unisurf， ACIS， Unigraphics， AutoCAD， CATIA v4和v5。包括自動的殼網(wǎng)格生成器能夠創(chuàng)建殼擁有熔模鑄造(包括多層殼)。還包括一個多層網(wǎng)格選項，用于增加精度，并能夠產(chǎn)生重合和非重合的網(wǎng)格，可以執(zhí)行表面網(wǎng)格裝配和布爾運算。

　　流體求解器

　　有限元的模型的精確幾何描述使得ProCAST能夠預(yù)測金屬在模具中的流動并能夠準(zhǔn)確預(yù)測：

　　砂蝕和湍流 卷氣 澆不足，冷隔 冒口 流體流動計算是基于全N-S方程的，能與熱和應(yīng)力分析耦合在一起。

　　熱求解器

　　熱求解器能夠計算傳導(dǎo)、對流和輻射的熱求解器。相變放熱相關(guān)的諸如凝固和固相轉(zhuǎn)變通過焓的形式描述。熱求解器覆蓋的鑄造問題包括：

　　過熱點 宏觀和微觀縮孔 模具冷卻和加熱的優(yōu)化 澆口和冒口設(shè)計 應(yīng)力求解器

　　最先進(jìn)的應(yīng)力求解器能夠完全耦合熱，流體和應(yīng)力模擬，并連同彈-塑性，彈性-粘塑材料屬性。還能考慮簡單材料模型諸如彈性，空或剛體?？梢詼?zhǔn)確計算耦合的應(yīng)力：

　　熱及機(jī)械接觸 殘余應(yīng)力 扭曲及變形 熱裂 鑄件和模具的應(yīng)力集中(疲勞) 綜合材料數(shù)據(jù)庫

　　ProCAST提供了廣泛的材料數(shù)據(jù)庫。隨工業(yè)材料屬性驗證的進(jìn)行材料數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容在持續(xù)擴(kuò)展。ProCAST的獨特?zé)釀恿Σ牧蠑?shù)據(jù)庫，能夠讓用戶直接輸入合金的化學(xué)組成，然后就能夠得到模擬所需的溫度相關(guān)材料屬性。

　　連鑄：

　　ProCAST提供了連鑄和半連鑄工藝仿真的完整解決方案。能夠仿真問題條件及初時和最終階段的連鑄工藝。MiLE算法可以應(yīng)用于直接激冷鑄造(DC)，顯示鋁合金(進(jìn)口設(shè)計，流體流動，熱場，等效應(yīng)力和變形)。圖示為弧形連鑄的穩(wěn)態(tài)計算。第一個圖片是彩色的，顯示的溫度場，而第二個顯示的固體部分組成。反算模塊能夠基于給定時間或位置測量的溫度自動計算材料或工藝參數(shù)。初冷和二冷段可以通過反算確定。

　　用戶函數(shù)

　　ProCAST還提供獨特的功能：用戶函數(shù)能夠讓高級終端用戶編程他們的特殊工藝需求。例如用戶函數(shù)能夠定義邊界條件隨時間、溫度和空間變化，以便準(zhǔn)確模擬任何特殊鑄造工藝。

　　工業(yè)應(yīng)用

　　高壓鑄造

　　ProCAST覆蓋了高壓鑄造包括模壓鑄造和半固體材料工藝在內(nèi)的特殊需求。優(yōu)化活塞速度剖面，澆口設(shè)計和冒口，即使對薄壁結(jié)構(gòu)也可以輕松通過模擬完成。 低壓鑄造

　　能真實反映工業(yè)生產(chǎn)條件，可以進(jìn)行模具的數(shù)值循環(huán)，直到模具達(dá)到穩(wěn)態(tài)溫度條件?；跓釅鸿T剖面，充型和凝固結(jié)果，可以調(diào)整工藝參數(shù)來達(dá)到工藝質(zhì)量的優(yōu)化縮短上市時間。 砂型鑄造，重力壓鑄和傾斜澆鑄