ProCAST-это полезнейший инструмент для конструктора отливок. Он позволяет быстро визуализировать на компьютере результаты конструирования формы и откорректировать принятые решения на ранней стадии производства.
Создание сетки и инструментальные средства
MeshCAST - это полностью автоматический 2-D и 3-D тетрагональный генератор сетки для ProCAST. Он предоставляет средства чтения CAD-форматов, проверки и исправления геометрии. Автоматический генератор оболочковых элементов включен в MeshCAST для упрощения создания корковой формы для литья по выплавляемой модели. Опция инверсного расчета позволяет определить граничные условия и свойства материала на основании измеренных температур.
Решатель течения
Благодаря точному конечно-элементному описанию геометрии становится возможным предсказание течения металла в форме и выявление следующих недостатков:
- Размывание песчаной формы и турбулентное течение;
- Дефекты заполнения и холодные спаи;
- Воздушные карманы;
- Расположение засоров.
Расчеты течения проводятся с помощью уравнения Навье Стокса и могут быть проведены совместно с термическим анализом и вычислением напряжений. В решатель течения были добавлены специальные модели для анализа турбулентных течений, тиксо- и полутвердой фазы материалов, а так же процессов литья по выжигаемой модели.
Термический решатель
Термический решатель делает возможным расчет тепловых потоков с учетом теплопроводности, конвекции и теплоизлучения. С помощью энтальпии учитывается выделение тепла, связанное с фазовыми изменениями, такими как затвердевание и переходы металла в разные металлургические фазы.
Он решает следующие литейные задачи:
- Области перегрева;
- Макро-и микроусадка;
- Оптимизация охлаждения;
- Конструкция литников, стояков и прибылей.
Решатель напряжений
Существующий решатель напряжений работает совместно с термальным и гидродинамическим решателями, и реализует эласто-пластичное или эласто-вискозопластичное поведение материала. Более простые модели, такие какэластичная, вакантная или жесткая, так же могут быть применены. Совместный расчет напряжений позволяет предсказывать:
- Термальный и механический контакт;
- Деформация и искривления;
- Концентраторы напряжений в отливке и форме;
- Остаточное напряжение;
- «Горячее» растрескивание и разломы.
Дополнительные металлургические опции
Дополнительные металлургические опции делают возможными расчеты образования зерен и расчета микроструктуры отливки. Опция расчета микропористости позволяет точно определять интердендритную усадку и газовую пористость. Опция микроструктуры применяется для расчета распределения металлургических фаз сталей и чугунов.
Фазовые состояния, такие как уастенит, феррит, цементит, графит и перлит могут быть выявлены с помощью этой опции. Модуль расчета образования зерен рассчитывает их зарождение и рост как столбчатых, так и равноосных структур. Влияние параметров процесса на морфологию и на переход от столбчатых к равноостным структурам.
Холодные спаи и дефекты заполнения
Некоторые критические условия, такие как холодная форма, маленькая скорость заполнение или низкая температура отливки, могут вести к проблемам с заполнением. Совместные расчет течения и термический анализ позволяют конструктору оценить падение температуры расплава во время заполнения формы. Преждевременное затвердевание может существенно повлиять на характер заполнения. Учитывая этот феномен, ProCAST так же прогнозирует когда и где могут возникнуть недолив или холодный спай. Необходимые конструкционные изменения могут быть проверены с очень малыми затратами, непосредственно на компьютере.
Воздушные карманы
Воздушные пузырьки и окисные плены в местах ограниченного течения ухудшают качество отливаемой детали. ProCAST позволяет моделировать турбулентное течение, которое может привести к неметеллическим включениям. Места появления данных дефектов могут быть легко найдены. В этом случае можно оптимизировать литниковую систему и местоположения выпоров и шлаковиков при литье под высоким давлением.
Усадочная раковина
В процессе затвердевания при кажущейся гладкости протекания процесса на поверхности в отливках могут возникать серьезные дефекты. Например, когда стояки не обеспечивают достаточной подпитки, могут возникнуть крупные дефекты, такие как усадочные раковины. ProCAST дает возможность бороться с этими дефектами для всех типов сплавов путем модификации и изменения размеров и мест литников.
Время жизни формы, «горячее» растрескивание и разломы
В ProCAST осуществлена уникальная возможность совмещенных термического, гидродинамического расчета и расечта напряжений. Полный анализ проводится одновременно на одной и той же сетке. С помощью ProCAST можно изучить термальные нагрузки на форму во время ее заполнения, а так же влияние зазора между отливкой и формой при затвердевании. Горячие трещины, пластические деформации, остаточные напряжения и геометрические отклонения - это те задачи, которые успешно решаются нашими клиентами.
Пористость
Макропористость легко рассчитывается с помощью стандартного решателя. Микропористость требует дополнительного модуля для точного расчета интердендритной усадки и газового наполнения.
