铸造仿真软件项目建议书

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1、引进Procast软件项目建议书Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.目 录1背景22铸造模拟拟仿真对对我院的作用用32.1铸造造仿真对对7室的作作用32.2铸造造仿真对对铸钢厂厂的作用用33铸造仿真真软件的的调研与与考核444软件开发发商法国国ESII集团简简介55Proccastt软件特特点66Proccastt软件效效果预评评176.1三维维模型建建立1886.2网格格划分1196.3工艺艺条件与与计算参参数1996.4数值值计算2216.5结果果显示2216.6分析析及建议议247Pro

2、ccastt软件在在我院使用构构想2557.1铸造造模拟解解决方案案使用部部门2557.2铸造造模拟解解决方案案硬件需需求2668Proccastt软件模模块配置置建议2271 背景长期以来，对对于铸造造工艺的的改进主主要依靠靠经验和和试验，一一直缺乏乏一套专专业的、有有效的方方法和手手段。模模拟是控控制设计计、制造造过程并并预测产产品早期期服役可可能出现现问题的的最好解解决方法法。当前前，有限限元理论论已十分分成熟，相相应的模模拟商业业软件也也逐步趋趋于成熟熟，并在在各行各各业逐步步发挥其其巨大的的作用。现代制造工工艺越来来越复杂杂，性能能、精度度要求也也越来越越高，依依赖试验验的设计计手段

3、设设计费用用越来越越高，周周期越来来越长，也也越来越越不容易易保证可可靠性。而而从一些些发达国国家的经经验来看看，仿真技术术的应用用可以大大大减少少试验的的比重，减减少了设设计的盲盲目性，节节省巨额额的设计计费用，设设计周期期也大大大缩短。从从我院专业发发展的角角度看，急急需在数数值仿真真这一方方面提高高一个层层次，实实现我院院研发能能力的跨跨越式发发展。铸造仿真软软件的开开发是一一项技术术含量很很高、专专业性很很强的工工作，作作为一个个设计单单位，自自行开发发不切实实际。国国内一些些专业单单位开发发的同类类产品在在实用性性、规范范性和易易用性等等方面都都有不足足。ESSI集团团的ProoCA

4、SST是业业界领先先的铸造造过程模模拟软件件，基于于强大有有限元求求解器和和高级选选项，提提供高效效和准确确的求解解来满足足铸造业业的需求求。与传传统的尝尝试出出错修修改方法法相比，ProCAST是减少制造成本，缩短开发时间，以及改善铸造过程质量的重要的、完美的解决方案。2 铸造模拟仿仿真对我我院的作用用引进ProoCASST软件件，从短短期来看看会提高高设计和和工艺制制造水平平，在当当前在研研项目中中立即产产生效益益；而从从长远来来看，制制造工艺艺计算和和仿真手手段的大大量应用用必将彻彻底改变变我院原有的的制造工工艺方式式，最终终提高我我院铸造造工艺的的整体水水平。2.1 铸造仿真对对xx室

5、的的作用xx室目前前有很多多钛合金金铸件的的铸造过过程需要要模拟来来解决，其其主要原原因是：一、采采用传统统的试错错法，费费用昂贵贵、周期期太长；二新产产品大多多没有经经验可以以借鉴，院以工艺摸索时间比较长，尤其是一些钛合金材料。2.2 铸造仿真对对铸钢厂厂的作用用铸钢厂目前前某些件件的铸造造出品率率不是很很高，引引进铸造造模拟仿仿真软件件将大大大节省提提高铸钢钢厂的铸铸造工艺艺出品率率和工艺艺水平，大大大缩短短生产周周期，有有效的提提高劳动动生产率率。另外铸造模模拟仿真真对于我院技术的的传承也也很有帮帮助，通通过仿真真我们可可以将铸铸造技术术和经验验进行科科学的直直观的描描述和记记录，使使得

6、过去去的一些些抽象的的经验变变为简单单明了的的纸面文文档进行行记载和和保存，有有利于铸铸造技术术的延续续和资源源共享。3 铸造仿真软软件的调调研与考考核经过上述分分析，铸铸造仿真真软件的的引入是是十分必必要的，它它对我院的虚拟拟制造技技术和铸铸造技术术的发展展将起到到极大的的推动作作用。因因此我们们对市面面上的铸铸造仿真真软件进进行了调调研和考考核。由于我们院院情况特特殊，新新材料较较多，院院以精铸和和自动根根据化学学成分计计算合金金热物理理性能的的热力学学数据库库对我们们显得尤尤为重要要，而pproccastt相对这这两方面面最好，而而且升级级及功能能又最全全，以及及同类企企业（国国内如66

7、21、4410、4430、百百慕等；国外如如Alccoa, Allcann, UUmiccoree, MMKM, Seeleee (ffiltterss), Kawwasaaki steeel, Miitsuubisshi, Peechiineyy, HHydrro, Elkkem, VAAW等）的的铸造CAAE系统统的选用用情况，最最终选定定专业铸铸造软件件Proocasst作为为我院铸造仿真真的工具具。4 软件开发商商法国EESI集集团简介介ESI集团团是在法法国巴黎黎上市的的世界最最大最著著名的CCAE软软件公司司之一。作为虚拟测试方案的先锋，ESI集团是全球首屈一指的材料物理学数值模拟

8、原型和制造流程供应商。ESI集团成功的关键在于使用真实材料物理特性，能够进行更真实的模拟，来代替耗时的物理样机尝试和纠错过程。ESI集团团开发了了一系列列完整的的面向工工业应用用的产品品，真实实模拟产产品在测测试中的的性能，精精细协调调制造过过程与预预期的产产品性能能间的关关系，并并评估环环境对产产品使用用的影响响。ESSI集团团主要产产品分为为虚拟样样机、虚虚拟制造造和虚拟拟环境三三大类。ESI集团的产品组合，已经被工业界广泛验证并与多向价值链相结合，代表着独特的协同、虚拟工程方案，称为虚拟试验空间（VTOS），能够持续对虚拟样机进行改进。ESI集团团在军工界有有大量客客户，并并承担了了法国

9、及及欧洲众众多航空空航天及及防务方方面的咨咨询项目目。20005财财政年度度的收入入约为663000万欧元元，在全全球拥有有逾近6600名名高层次次专家。公公司及其其全球代代理网络络为300多个国国家的客客户提供供销售和和技术支支援。5 Procaast软软件特点点背景ProCAAST自自19885年开开始一直直由位于于美国马马里兰州州首府AAnnaapollis的的UESS Sooftwwaree进行开开发，并并得到了了美国政政府和诸诸多研究究机构的的大力资资助。119900年后，位位于瑞士士洛桑的的Callcomm SAA和瑞士士联邦科科技研究究院也加加入了PProCCASTT部分模模块的

10、开开发工作作，基于于其强大大的材料料物理背背景，CCalccom在在ProoCASST的晶晶粒计算算模块和和反向模模块开发发上贡献献良多。2002年年，PrroCAAST和和Callcomm SAA先后加加入ESSI集团团。ESSI也重重新整合合了其原原有的热热物理模模拟队伍伍如PAAM-CCASTT和SYSSWELLD，这这样PrroCAAST（有有限元铸铸造仿真真）整合合了Caalcoosofft（连连续铸造造仿真），与PAM-CAST（有限差分元铸造仿真）、SYSWELD（热处理与焊接模拟）一起组成ESI完整的材料热处理成型综合解决方案。功能ProCAAST是是为评价价和优化化铸造产产品

11、与铸铸造工艺艺而开发发的专业业CAEE系统，借借助于PProCCASTT系统，铸铸造工程程师在完完成铸造造工艺编编制之前前，就能能够对铸铸件在形形成过程程中的流流场、温温度场和和应力场场进行仿仿真分析析并预测测铸件的的质量、优优化铸造造设备参参数和工工艺方案案。ProCAAST可可以模拟拟金属铸铸造过程程中的流流动过程程，精确确显示充充填不足足、冷隔隔、裹气气和热节节的位置置以及残残余应力力与变形形，准确确地预测测缩孔、缩缩松和铸铸造过程程中微观观组织的的变化。作为ESII集团热热物理综综合解决决方案的的旗舰产产品，PProCCASTT是院有铸造造模拟软软件中现现代CAAD/CCAE集集成化程

12、程度最高高的。是是目前唯唯一能对对铸造凝凝固过程程进行热热流动动应力力完全耦耦合的铸铸造模拟拟软件。适用范围模块化设计计适合任任何铸造造过程的的模拟。 高、低压铸铸造（hhighh annd llow preessuure diee caastiing） 砂模铸造，金金属型铸铸造和斜斜浇注（sand casting, gravity die casting and tilt pouring） 熔模铸造，壳模铸造（investment casting, shell casting） 消失模铸造造和离心心铸造（lost foam and centrifugal casting） 等等材料数据库库P

13、roCAAST可可以用来来模拟任任何合金金，从钢钢和铁到到铝基、钴钴基、铜铜基、镁镁基、镍镍基、钛钛基和锌锌基合金金，以及及非传统统合金和和聚合体体。ESI旗下下的热物物理仿真真研究开开发队伍伍汇集了了全球顶顶尖的五五十多位位冶金、铸铸造、物物理、数数学、计计算力学学、流体体力学和和计算机机等多学学科的专专家，专专业从事事ProoCASST和相相关热物物理模拟拟产品的的开发。得得益于长长期的联联合研究究和工业业验证，使使得通过过工业验验证的材材料数据据库不断断地扩充充和更新新，同时时，用户户本身也也可以自自行更新新和扩展展材料数数据。除了基本的的材料数数据库外外，PrroCAAST还还拥有铝铝

14、基、铁基、钛基、镍基和铜基合合金系统统的热力力学数据据库。这这个独特特的数据据库使得得用户可可以直接接输入化化学成分分，从而而自动产产生诸如如液相线线温度、固固相线温温度、潜潜热、比比热和固固相率的的变化等等热力学学参数。铜部件的低低压模铸铸造船用用发动机机本体的的沙模铸铸造ProCAAST提提供了能能够预测测评估整整个铸造造过程的的完整软软件解决决方案，包包括模型型填注，凝凝固，微微观构造造和热力力的模拟拟。能够够快速可可视化铸铸型设计计的影响响，使得得制造过过程的早早期能够够做出正正确的决决策。特点和规格格ProCAAST是是完整的的模块软软件解决决方案提提供众多多的模块块和工程程工具来来

15、满足铸铸造业最最复杂的的要求。在在过程的的每个阶阶段选择择每个特特定模块块： 模填充的流流体求解解器包括括半固体体材料，消消失模和和离心铸铸造 用于凝固和和收缩预预测的热热求解器器包括辐辐射选项项 应力求解器器包括热热应力和和变形而且，还可可以选择择一些专专门和高高级金属属选项来来预测： 气体和微孔孔 铁合金的微微观构造造 颗粒结构形形式ProCAAST共共有九个个模块，下下面分别别阐述相相应的功功能。模块功能示示意图网格划分与与工具MeshCCASTT，ProoCASST的CADD界面和和网格生生成器，将将设计和和工程阶阶段高效效联系在在一起。能能够快速速准备创创新的设设计方案案，同时时保证

16、快快速和可可靠的计计算。主要特点 自动生成三三维网格格 CAD/CCAE几几何通过过STEEP, IGEES, 或Parrasoolidd格式导导入 直接有限元元网格导导入 非常快速的的网格生生成 良好的网格格质量和和质量检检查 处理复杂几几何模型型和多种种材料 对边和表面面可变的的网格密密度 确保流体流流动分析析的网格格 熔模铸造的的自动sshelll生成成 网格布尔运运算和网网格装配配模压铸造铝合金与模具的传热系数通过反向模拟确定发动机体的有限元网格使用网格布布尔运算算连接不不同的组组件使用网格装装配功能能合并部部件网格格并且自自动生成成新的特特征线反向模拟ProCAAST的的反向模模拟能

17、够够通过减减小给定定位置和和时间上上计算与与测量温温度的差差异确定定材料属属性或边边界条件件主要特点 确定时间和和温度相相关的界界面系数数 确定时间和和温度相相关的边边界条件件 确定时间和和温度相相关的材材料属性性流体求解器器ProCAAST提提供了一一个非常常突出的的流体流流动功能能来模拟拟填模，求求解全三三维N-S方程程并耦合合能量方方程。自自由表面面正面跟跟踪方法法利用体体积流体体方法（VOF）。可以在整个凝固过程模拟自然对流和收缩导致的流动。主要特点 求解器全三三维N-S流体体流动方方程 斜浇注的旋旋转轴 用于模拟夹夹气和通通风的气气体建模模 半固体材料料的非牛牛顿流体体流动模模型 过

18、滤器模型型 湍流模拟 可压流体模模型 消失模模型型 粒子跟踪斜浇注应用用熔模铸铸造热求解器热求解器通通过考虑虑传导、对对流和辐辐射能够够计算传传热。通通过焓的的形式来来描述凝凝固和固固相转变变中的潜潜热。主要特点 瞬态，非线线性三维维热传导导 热对流和辐辐射 利用焓的形形式考虑虑相变 孔隙预测 拉模铸造和和金属型型铸造 砂模铸造的的虚拟浇浇注大型钢部件件管件收收缩预测测大型钢钢部件铸铸造的热热应力应力求解器器ProCAAST的的先进应应力求解解器能够够进行弹弹性塑塑性或弹弹性粘粘塑材料料特性全全耦合热热、流体体和应力力模拟。更更简单的的材料模模型诸如如弹性，vacant或刚体也能考虑。主要特点

19、 非线性应力力分析 自动接触分分配和评评估（热热和力） 气隙 无限的模型型规模 温度相关的的机械性性能辐射辐射模块扩扩展了热热求解器器辐射的的功能包包括角系系数的影影响。这这个模块块对熔模模铸造过过程是必必需的，从从sheell的的一个区区域到另另一个区区域的自自辐射影影响是非非常显著著的。主要特点 包括自辐射射影响的的准确热热分析结结果 对单晶铸造造自动辐辐射角系系数更新新 包括壳型预预热的整整个过程程模拟 快速角系数数计算算算法 在MeshhCASST中生生成壳有有壳层选选项气体与微透透气性能能大多数模拟拟方案限限定孔隙隙的预测测为基于于夹杂液液体金属属演变的的宏观孔孔隙。这这种简化化方法

20、没没有考虑虑气体和和局部收收缩起点点的显微微孔隙度度。PrroCAAST提提供了基基于显微微孔隙度度模拟的的方法解解决这种种物理问问题。主要特点 显微孔隙度度预测与与宏观孔孔隙和管管缩耦合合 马许区(MMushhy ZZonee)的压压降 气体分离 气体溶解度度作为温温度和金金属单元元的函数数 成核和气孔孔的生长长铝高压铸造部件第三级活塞压力对氢气孔的影响。受限活塞压缩（上）和高活塞压缩（下）显示了气孔的减少显微构造ProCAAST显显微模拟拟模块进进行铸造造过程中中任意位位置热历历程连同同成核和和显微结结构生长长耦合模模拟。主要特点可用的确定定性模型型： 等轴枝晶(DASS) （equuia

21、xxed denndriiticc (DDAS)） 耦合共晶（coupled eutectic） 球墨铸铁共共晶(SSGI)（ducctille iironn euuteccticc (SSGI)） 灰口/白口口铁共晶晶（grray/whiite iroon eeuteectiic）铝铸造温度分布及钢模具中的应力分布 球墨铸铁共共析（ducctille iironn euutecctoiid） 灰口铁共析析（grray iroon eeuteectooid） 包晶转变（perriteectiic ttrannsfoormaatioon） Scheiil模型型（schheill moodell）

22、 铁/碳固态态转变（iroon/ccarbbon sollid staate traansfformmatiion）颗粒结构模模拟颗粒结构模模块基于于随机方方法（细细胞自动动机（ccelllulaar aautoomattionn）和和有限元元（CAAF模模型）的的耦合，能能够预测测颗粒结结构的凝凝固。主要特点 预测柱状和和等轴枝枝晶颗粒粒结构 柱状到等轴轴的转变变 柱状结晶区区颗粒选选择 对单晶部件件预测杂杂散晶体体 晶体结构的的演变 立体信息 颗粒结构直直接可视视化燃气涡轮叶片定向结晶的颗粒结构和颗粒christallographic orientation结果显示在完美的控制条件下，通过

23、铸造获得单晶。球墨铸铁部部件砂型型铸造的的珠光体体分布PreCAAST前前处理器器可以通过PProCCASTT图形用用户界面面来定义义各种边边界条件件。这些些丰富的功功能能够够准确模模拟院有铸造造情况。院选需要施加边界条件的几何区域可以通过点击和自动选择延伸执行。用户定义的数据可以是不变的，也可以随时间或温度变化。模型边界条件定义到开始计算工作流程是简化和直截了当的材料数据库的版面和属性图示VisuaalCAAST专专用后处处理器VisuaalCAAST后后处理器器是相当当强大而而多样的的。全新新的图形形用户界界面，多多窗口、页页面操作作方式，支支持脚本本化操作作。VisuaalCAAST后后

24、处理器器提供了了下列演演变的即即时过程程信息： 金属前端发发展（MMetaal ffronnt pproggresssioon） 内部气泡（Air entrapments） 温度场 压力云图 凝固数据（Solidification data） 速度矢量 应力和变形形 微结构值 粒子轨迹显显示VisuaalCAAST提提供很多多功能来来报告及及显示过过程结果果，包括括： 云图 矢量图 截面及切平平面 X-Y曲线线图 动画，图形形及影片片输出能够轻松直直接交换换信息和和通信，结结果还可可以用变变化的标标准格式式输出到到其他CCAE解解决方案案中。高压压力铸铸造应用用的温度度云图热热循环模模拟中的的

25、温度变变化低压铸造高高压铸造造粒子轨迹示示踪金属属前端发发展凝固模拟部部件变形形金属围绕一一个核的的前端发发展发动动机缸体体变形高压铸造中中金属和和空气的的可视化化结果铝铝合金轮轮毂气隙隙预测硬件平台PProCCASTT已经过过下列硬硬件平台台的测试试和验证证平台处理器操作系统图形选项PC Intell 322 biits Windoows NT Winndowws 220000Windoow XXP3D caard OppenGGLHP PA-RIISC 2.00 HP-UXX 111.111 3D caard X111OpeenGLL SGIMIPS 4 IRIX664 66.5 3D c

26、aard X111 OppenGGL SUNUltraaSpaarc II & IIIISunOSS 5.73D caard X111 OppenGGL IBM Powerr 3 & 44AIX 44.3.3 AIXX 5.13D caard X111 OppenGGL COMPAAQAlphaa EVV6OSF1 - 55.13D caard X111 OppenGGLLinuxx*Intell / AMDD 322 biits Redhaat 77.3 3D caard Xfrree886 44.2 OpeenGLL6 Procaast软软件效果果预评考题是钛合合金铸件件，xxx室在生生产

27、过程程中需要要了解该该铸件在在现有工工艺下可可能出现现缺陷的的位置及及缺陷形形成原因因。根据据工艺室室提供的的铸件图纸纸及工艺艺条件，采采用ESSI的PProCCASTT20005仿真真分析软软件对该铸件件铸造过过程进行行了模拟拟及分析。模拟过程共共分为以以下几个个步骤：三维模型建建立；网格划分；工艺条件与与计算参参数；数值计算；结果显示；分析及建议议。6.1 三维模型建建立三维图形见见图2院院示，造造型采用用功能强强大的UUG NNX3.0。图2. 铸铸件三维维实体该零件浇注注系统设设计中，一一次浇铸铸8个铸铸件，采采用对称称排列，带带工艺的的铸件形形式如图图3。由由于整个个模型是是对称结结

28、构，且且各种工工艺条件件也对称称设置，因因此数值值模拟时时可以仅仅计算11/4结结构。图3. 阀阀体工艺艺三维模模型完整的计算算模型见见图4。6.2 网格划分将三维实体体输出，并并进行有有限元网网格划分分，划分分结果见见图5。总节节点数为为3877,4811，其中中铸件节节点1551,0733，总单单元数11,8666,7922。图4. 完完整三维维计算模模型图5. 网网格划分分结果6.3 工艺条件与与计算参参数整个浇注、凝凝固过程程在真空空环境下下完成，真真空度小小于0.5Paa。预计计浇注时时间2.5s， 浇注温温度约117200C。一次次浇注88个铸件件，采用用两级浇浇道系统统。1边界条

29、条件包括浇口温温度、流流量、铸铸型外表表面、铸铸件铸型型间界面面以及11/4模模型的对对称面。浇口温度117200C，速度度1.2289mm/s1/4模型型的两个个对称面面铸型外面壁壁面温度度20C铸件/铸型型界面换换热系数数10000W/m2K图6. 边边界条件件设定3初始条条件实际工艺中中，铸型型可能进进行了加加热处理理，初始始条件设设为铸件件材料117200C，铸型型材料1100CC。6.4 数值计算铸造过程模模拟是一一个瞬态态问题，随随着时间间的推进进计算流流动形态态及凝固固顺序。使用配置为P4 3.4G/MEM 2G的机器进行了模拟计算。计算中可进行实时监控，了解充型及凝固进度，并可

30、图形化显示已计算结果。6.5 结果显示1充型过过程温度度场阀体铸件充充型过程程是一个个随时间间变化的的瞬态过过程，充充型共22.5ss完成。计计算院得结果果见图77院示。为为清楚起起见，我我们取颜颜色标尺尺为1550017220。t=0.440st=0.664st=0.990st=1.110st=1.332st=1.661st=1.779st=1.993s图7. 充充型过程程2凝固过过程温度度场阀体铸件凝凝固过程程的计算算结果见见图8。t=1.99st=5.11st=11.06sst=27.18sst=41.18sst=59.18sst=79.18sst=1099.188s图8. 凝凝固降温温

31、过程3固相率率分数为了更加清清楚地观观察阀体体铸件的的凝固过过程，我我们同样样取上述述时刻下下，固相相分数小小于0.5的部部分显示示如图99。t=1.99st=5.11st=11.06sst=27.18ss图9. 固固相率变变化过程程4缩孔缩缩松位置置钛合金阀阀体在凝凝固过程程中收缩缩非常剧剧烈。根根据以上上结果，可可以计算算出缩孔孔缩松的的趋势，显显示如图图10。图图中颜色色标尺表表示收缩缩趋势或或可能性性，1为为完全收收缩成空空腔，大大于0.01可可认为形形成或可可能形成成缩松缩缩孔。图10. 凝固终终了时缩缩孔缩松松趋势图中可以以看出，由由于钛合合金凝固固收缩剧剧烈，在在一级直直浇道与与

32、横浇道道内收缩缩形成很很大空腔腔（）。随随着凝固固的进行行，在铸铸件的厚厚大部位位也容易易形成收收缩缺陷陷。在两两侧的圆圆法兰圆圆周方向向均可能能出现缩缩孔，而而在法兰兰顶部收收缩最剧剧烈（）。在在底部方方法兰周周向，同同样可能能出现缩缩孔（）。在在阀体中中部两侧侧管道连连接处的的圆台内内部，由由于壁厚厚较大，也也可能出出现缩孔孔（）。5凝固时时间凝固时间同同样是判判断零件件收缩缺缺陷的一一种方式式。一般般说来，对对收缩倾倾向比较较大的铸铸件，后后凝固的的部位如如果没有有合适的的补缩方方式，则则极易引引起收缩缩缺陷。阀阀体凝固固时间见见图111。图11. 铸件凝凝固时间间云图（仅仅显示超超过5

33、ss部分）凝固时间结结果与缩缩孔判据据结果基基本一致致，在圆圆、方法法兰等厚厚大部位位凝固时时间更晚晚，容易易出现收收缩缺陷陷；浇道道内部凝凝固更慢慢，会收收缩成空空洞。6.6 分析及建议议1模拟结结果小结结通过对钛合合金阀体体铸件的的模拟仿仿真过程程，可以以辅助工工艺设计计工程师师分析现现有工艺艺条件，并并根据结结果改进进设计条条件及参参数。从模拟结果果可以看看出主要要的缺陷陷为收缩缩产生的的缩孔。根根据随时时间变化化的结果果，可以以看到，在在中部阀阀体壁面面的薄壁壁区温度度下降最最快，最最先开始始凝固，法法兰及浇浇道起到到冒口的的作用可可以适当当补缩，因因此该区区域的收收缩缺陷陷基本是是局

34、部小小量的。三三个法兰兰由于壁壁厚，热热量集中中，因此此凝固最最晚。在在这些厚厚大位置置，包括括圆法兰兰端面内内部沿圆圆周方向向（顶部部可能性性更大）、方方法兰端端面（四四个角部部可能性性更大），出出现缩孔孔的趋势势比较显显著。此此外，阀阀体两侧侧管道在在中部交交汇，连连接两个个管道的的圆台内内部也容容易出现现缩孔。2模拟仿仿真过程程优化方方案阀体铸件数数值模拟拟是以目目前工艺艺人员对对实际工工艺条件件的估算算为基础础进行的的，部分分关键参参数在实实践中难难以精确确测得或或控制，这这些参数数对模拟拟结果的的影响比比较大。为为了使数数值仿真真工具成成为工程程技术人人员有力力的辅助助设计工工具，在

35、在日后的的模拟仿仿真过程程中可酌酌情采取取改进措措施，包包括：（1）尽尽量准确确地估计计浇注温温度及浇浇注时间间，同时时采用PProCCastt的反算算模块（IInveersee Moodulle）与与部分实实测温度度结果结结合，反反推出更更精确的的浇注温温度变化化过程；（2）由由于材料料的热物物性参数数多与温温度变化化相关，因因此采用用变热物物性参数数可使得得模拟计计算更加加准确。包包括铸件件钛合金金材料、铸铸型石磨磨材料等等。（3）铸铸件与铸铸型界面面的接触触热阻是是凝固计计算中的的一个关关键参数数，对界界面换热热现象目目前还处处于研究究阶段，没没有一个个清楚准准确的普普适模型型。在确确定

36、了工工艺条件件的基础础上，采采用反算算模块（IInveersee Moodulle），根根据实测测温度曲曲线与计计算温度度曲线对对比，同同样可以以较为准准确地得得到铸件件/铸型型间的换换热系数数。3工艺过过程改进进建议以现有模拟拟分析结结果为基基础，对对铸造工工艺得出一些些改进意意见：（1）在在圆法兰兰的顶部部，考虑虑采用一一定形式式的冒口口进行补补缩。在在法兰端端面添加加冒口，可可使该部部位的收收缩缺陷陷得到一一定程度度缓解。缺缺点是由由于钛合合金比较较昂贵，冒口容易造成材料浪费。（2）在在法兰等等厚大部部位，考考虑添加加加快冷冷却的工工艺。如如在铸型型中贴近近法兰的的部位增增加冷铁铁，并与

37、与石墨一一起成型型。该方方法操作作比较麻麻烦，且且由于石石墨本身身导热效效果较好好，冷铁铁会起到到一定作作用，但但并不一一定非常常明显。（3）考考虑增加加圆法兰兰与横浇浇道接触触形式，使使得该横横浇道凝凝固缓慢慢，对圆圆法兰顶顶部起到到补缩作作用。xx室的工工艺人员员对模拟拟结果比比较满意意，认为为与实际际非常接接近，对对于院得出的的建议认认为比较较中肯，整个模拟结果对该项目的进展起了很大的推动作用。7 Procaast软软件在我我院使用构构想7.1 铸造模拟解解决方案案使用部部门网格剖分工艺参数设定检查，求解应用CAD三维实体造型xx室生产铸钢厂工艺室根据我院需需要解决决的铸造造问题及其其对

38、于全全面解决决铸造问题题的整体体规划出出发，由由我院铸造生产产及模拟拟解决流流程简图图可以看看出，需需要xxx室和铸铸钢厂工工作人员员加入到到铸造模拟拟流程中中来。图1铸造生生产及模模拟解决决流程简简图铸造模拟解解决方案案硬件需需求(1)Liicennse服服务器主主要作用用是管理理铸造解决决方案中中院有软件件的liicennse文文件，为为院有的台式式机和计计算工作作站提供供liccensse授权权服务。(2)计算算工作站站主要作作用是进进行计算算求解。在在实际使使用过程程中，当当需要计计算的模模型的计计算量不不大时，可可以直接接在本机机台式机机上计算算求解；当需要要计算的的模型计计算量很很

39、大时，需需要把计计算文件件提交到到专门的的计算工工作站上上进行计计算求解解，使用用过程是是在本机机工作站站远程登登陆控制制计算工工作站，然然后利用用计算工工作站进进行需要要的计算算，计算算完成后后把计算算结果取取回来进进行本地地后处理理和生成成计算报报告。网络中心（1台license服务器）xx室（1台计算工作站）铸钢厂（1台计算工作站）机器用途CPU类型型内存硬盘操作系统具体机器推推荐Licennse服服务器(1台)英特尔奔腾腾2.88GHzz 处理理器512M以以上40G以上上Windoows XXP专业业版Dell PowwerEEdgeeTMSSC4330计算工作站站(1台台）双核英特

40、尔尔至强664位处处理器 2.88GHzz以上2G以上80G以上上Windoows XXP专业业版Dell PreecissionnTM66908 Procaast软软件模块块配置建建议1PROOCASST 220066模块编号模块名称模块说明单价（万$）需求 PRO-E-111-220066 Pre-proocesssorr 前处理模块块，主要要用于对对三维实实体网格格进行材材料、界界面条件件参数、边边界条件件参数和和运行参参数的设设定基本模块 PRO-E-112-220066 Postt-prroceessoor 后处理模块块，主要要用于计计算结果果的显示示与分析析 PRO-E-113-2

41、20066 Meshh Caast - mmeshh geenerratoor 网格剖分模模块主要要用于体体网格的的生成GEQ-EE-022-20006 GEOMMESHH v55 foor PProCCASTT (ccad reaad aand cleean + SSTL) 几何处理模模块第五五版，主主要用于于CADD文件和和STLL文件的的读取和和清除 PRO-S-221-220066 ProCCASTT Thhermmal sollverr 热分析模块块，主要要对铸造造充型凝凝固过程程的温度度场进行行模拟分分析 PRO-S-222-220066 ProCCASTT Fllow sollv

42、err 流动模块，主主要对铸铸造过程程的流场场进行模模拟分析析 PRO-S-223-220066 ProCCASTT Sttresss ssolvver 应力分析模模块，主主要对铸铸造过程程的应力力场进行行模拟分分析 PRO-E-114-220066 MeshhCasst - Paarassoliid fformmat exttenssionn 网格剖分模模块主要要对Paarassoliid文件件格式进进行扩充充精铸必选 PRO-S-228-220066 Therrmall soolveer - Raadiaatioon ooptiion 辐射模块，对对铸造过过程的辐辐射能量量进行模模拟分析析

43、PRO-SS-300-20006Porossityy moodulle 缩孔缩松模模块，主主要对逐逐渐产生生的缩孔孔缩松情情况进行行模拟和和判断可删可选模块PRO-SS-311-20006Microostrructturee moodulle 微观组织模模块，对对铸件微微观组织织进行模模拟分析析可删PRO-SS-322-20006CAFE moddulee 单晶模块可删PRO-SS-333-20006Inverrse moddulee (BBC + maaterriall prropeertiies) 逆运算模块块，主要要采用逆逆运算来来计算界界面条件件参数和和边界条条件参数数可删PRO-SS

44、-344-20006User funnctiionss 用户自定义义函数模模块， 用户可可以修改改边界条条件等函函数，属属于高级级模块可删PRO-MM-199-20006Compuutheerm - MMateeriaal DDataabasse AAl (1)铝材料计算算数据库库，主要要用来通通过计算算给出铝铝合金的的热性参参数PRO-MM-200-20006Compuutheerm - MMateeriaal DDataabasse FFe (1)铁材料计算算数据库库，主要要用来通通过计算算给出铁铁碳合金金的热性性参数必选PRO-MM-211-20006Compuutheerm - MMa

45、teeriaal DDataabasse MMg (1)镁材料计算算数据库库，主要要用来通通过计算算给出镁镁合金的的热性参参数PRO-MM-222-20006Compuutheerm - MMateeriaal DDataabasse NNi (1)镍材料计算算数据库库，主要要用来通通过计算算给出镍镍合金的的热性参参数PRO-MM-233-20006Compuutheerm - MMateeriaal DDataabasse TTi (1)钛材料计算算数据库库，主要要用来通通过计算算给出钛钛合金的的热性参参数必选3.培训类别人数时间机票食宿/交通通培训费当地培训不限5天无无4.总报价价序号类别小计折扣总价格1软件模块2电脑3用户手册4培训