esi procast2021是一款功能十分強(qiáng)大的鑄造仿真軟件，該軟件專門為從事相關(guān)鑄造行業(yè)的用戶量身定制，旨在為用戶提供一套系統(tǒng)化的鑄造解決方案，內(nèi)置了行業(yè)領(lǐng)先的鑄造業(yè)工程工具，幫助用戶輕松地定制出高精度、高復(fù)雜性的產(chǎn)品，解決產(chǎn)品由于收縮、氣孔、澆不足或夾雜物等問題引起的鑄造缺陷，大大提高企業(yè)的工作效率，有需要的小伙伴快來下載體驗吧。

【功能介紹】

　　一、縮孔

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

　　二、應(yīng)力分布與變形

　　具備獨特的熱、流動及應(yīng)力耦合分析能力，并且，這種完全的耦合分析可以同時在同一網(wǎng)格上進(jìn)行。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。

　　三、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：可精確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。耦合微觀組織模塊精確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(qiáng)度、硬度、延展率等性能。

　　四、CAFE晶粒形貌

　　鑄件的晶粒組織結(jié)構(gòu)是冶金學(xué)家最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?xì)鉁u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(xì)的晶粒開始凝固。在這個等軸晶粒區(qū)域，晶粒結(jié)晶方向優(yōu)先按照熱流方向生長，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。

　　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。將有限元熱流計算與CA（Cellular Automation）模型進(jìn)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。

　　五、高級縮孔縮松

　　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是第一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(dá)西方程（Darcy,s equation）的相關(guān)壓降。另外，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(kuò)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。

　　六、并行求解

　　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。軟件的DMP解決方案（內(nèi)存分布式并行計算）使用了最新的動態(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，提供了熱循環(huán)模擬以達(dá)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。

　　七、優(yōu)化計算

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

　　1、設(shè)計優(yōu)化

　　通過Visual-OPT可以自動找出最優(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。

　　2、工藝參數(shù)優(yōu)化

　　通過Visual-OPT可以自動找出最優(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，如縮孔最小化，氧化夾渣最小化、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是成本最低，經(jīng)濟(jì)性最好的工具。

　　3、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(jī)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，很容易就能確定最安全的工藝參數(shù)值。

　　八、流程模板

　　在VE環(huán)境中按工藝劃分提供Workflow功能，能夠引導(dǎo)使用者快速地、準(zhǔn)確地完成參數(shù)設(shè)置。流程化設(shè)置能夠有效提高設(shè)置效率，同時降低設(shè)置的出錯率。目前VE環(huán)境中針對鑄造工藝提供的流程模板有：重力工藝流程模板、高壓鑄造工藝流程模板、高壓壓鑄機(jī)選擇流程模板和優(yōu)化流程模板，在后序的開發(fā)中還會相應(yīng)的增加其他流程模板。

　　九、多工序流程

　　針對一般工藝加強(qiáng)了多階段流程模板，這種流程模板可以一次性設(shè)置鑄造仿真過程中的多個階段，如鑄型的移除、澆注系統(tǒng)清除以及鑄型移除后的鑄件加熱和冷卻過程。設(shè)置完成提交計算時，軟件可自動生成所需的計算文件。

【軟件特色】

　　1、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。軟件的前處理用于設(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)。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，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。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。

　　2、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)。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還提供了強(qiáng)大的功能。

　　3、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。

　　4、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。

　　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。軟件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。

　　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。

　　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。這些過程都可以用對熱流動電磁場進(jìn)行綜合計算和分析。

　　7、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。

　　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)。