procast模块介绍

分析模块

Procast共有8个模块，其中包括Meshcast 。用户可以比较灵活地选择这些模块。对于普通用户，Procast应有基本模块，

流动分析模块，应力分析模块和网格划分模块。对于铸造模拟有更高要求的用户则需要有更多功能的其它模块。

标准模块：附加模块：

* 基本模块（传热分析模块）* 应力分析模块

* 流体分析模块* 辐射分析模块

高级模块：工具模块：

* 晶粒结构分析模块* 网格生成模块 Meshcast

* 微观组织分析模块* 反向求解模块

基本模块（传热分析模块）

本模块进行传热计算并包括Procast的所有前后处理功能。传热包括传导、对流和辐射。使用热焓方程计算

液固相变过程中的潜热。

Procast的前处理用于设定各种初始和边界条件，可以准确设定所有已知的铸造工艺的边界和初始条件。铸造的物理过程就是通过这些初始条件和边界条件为计算机系统所认知的。边界条件可以是常数，或者是时间或温

度的函数。Procast配备了功能强大而灵活的后处理，与其它模拟软件一样，它可以显示温度、压力和速度场，这些信息与应力和变形同时显示。不仅如此，Procast还可以使用X射线的方式确定缩孔的存在和位置，采用

缩孔判据或Niyama判据也可以进行缩孔和缩松的评估。

除了可以读入从Meshcast产生的网格外，Procast也可以直接使用其它商业软件如I-DEAS、Patran或ANSY

S产生的网格。用同样的文件格式，Procast的结果也可以输出到其它CAE软件包中去。

简单的热力分析计算可以说明一些基本的特性

流体分析模块

流体分析模块可以模拟所有包括充型在内的液体和固体流动的效应。Procast通过完全的Navier-Stocks流动方程对流体流动和传热进行耦合计算。本模块中还包括非牛顿流体的分析计算。此外，流动分析可以模拟紊流、触变行为及多孔介质流动（如过滤网），也可以模拟注塑过程。

倾斜浇铸铝铸件的充型过程可视化

应力分析模块

本模块可以进行完整的热、流场和应力的耦合计算，可以显示由于铸件变形而产生的铸件和模具的间隙，并可进一步确定由于这种间隙的出现而影响到的铸件冷却时间和模具中产生的热节。本模块包含多个描述材料机械

性能的模型，可以将铸件或模具设定成为弹性、弹塑性或弹粘塑性中的任何一个或几个组合。

辐射分析模块

本模块大大加强了基本模块中关于辐射计算的功能。专门用于精确处理熔模铸造过程热辐射的计算。特别适用于高温合金例如铁基或镍基合金。此模块被广泛用于涡轮叶片的生产模拟。由于在辐射计算时考虑了视角因子和影印效应等，一旦部件之间有相互运动视角因子将重新自动计算。

晶粒结构分析模块

本模块用于精确的冶金分析。Procast使用最新的晶粒结构分析预测模型进行柱状晶和轴状晶的形核与成长模拟。一旦液体中的过冷度达到一定程度，随机模型就会确定新的晶粒的位置和晶粒的取向。该模块可以用来确定工艺参数对晶粒形貌和柱状晶到轴状晶的转变的影响。

可以分析发生在晶粒选择器中复杂的冶金过程

微观组织分析模块

本模块专门用于满足铸铁、铸钢件生产的需要。它能够定性和定量地计算固相转变。通过微观组织模型计算

各相如奥氏体、铁素体、渗炭体和珠光体的成分、多少以及相应的潜热释放。

网格生成模块 Meshcast

Meshcast自动产生有限元网格。这个模块与商业化CAD软件的连接是天衣无缝的。它可以读入标准的CAD文件

格式如IGES、Step、STL或者Parsolids。同时还可以读诸如I-DEAS, Patran, Ansys, ARIES或ANVIL格式的

表面或三维体网格,也可以直接和ESI的PAM SYSTEM和GEOMESH无缝连接。MeshcastTM同时拥有独一无二的其它性能，例如初级CAD工具、高级修复工具、不一致网格的生成和壳型网格的生成等。

反向求解模块

本模块适用于科研或高级模拟计算之用。通过反算求解可以确定边界条件和材料的热物理性能。虽然Procast 提供了一系列可靠的边界条件和材料的热物理性能，但有时模拟计算对这些数据有更高的精度要求，这时反算

求解可以利用实际的测试温度数据来确定边界条件和材料的热物理性能。

我的procast建模经验

关与重命名

meshcast可以打开下面的文件（Procast家里的文件）*.gmrst，*.sm，*.mesh，*d.dat。

还可以打开下图中的文件，大家看清楚了文件的后缀。

igs不是iges, step不是stp, stl(ASCII)和*.bstl(二进制)等等。

[upload=bmp]NewUploadFile/2005-11/200511117294628953.bmp[/img]

CAD软件可能输出的文件名和meshcast可接受的不一至，可通过右键的“重命名”或dos

命令下的rename实现后缀重命名。如proe输出的*.stp可直接右键重命名为*.step，而二

进制的*.stl则要借助dos命令rename改成*.bstl。

关与用其它CAD建模的一些经验

*.igs导入meshcast的失真情况较多（个人感受），我是不用的。

*.step的方法感觉不错，失真的情况少，建议采用（对复杂实体我没有验证过）；

*.xmt_txt我没试过但已经有不少朋友验证了，建议采用；

*.stl和*.bstl导入后，stl>sm，然后再划分体网格也是非常好的方法，建议采用。

单体输入:

UG和PROE是很好的建模工具,它们可以自己划网格,仿真论坛procast版已经有了这两种网

格的转换工具,支持单体和装配体.请去相关帖子下载,另忘了感谢这个工具的制作者llccg.

要是不愿意使用工具转换,请把输出文件的格式及后缀改一下.其它软件建模也一样,按上面

的格式输出和重命名,最后导入MESHCAST划分网格.

装配输入:

对于装配,上面说的网格转换工具(UG,PROE)不要求所有零件的坐标系重合,可按装配关系确定各部件位置,然后再划装配网格,转换后导入MESHCAST.

不使用网格转换工具,对装配体的各部分的坐标要求严格,要在各部件坐标系重合的前提下

保证部件的相互位置.

常用方法就是在一个零件环境下创建多个部件分别保存,还有就是在装配环境下创建多个部

件分别保存.

每个部件经MESHCAST划分表面网格,再进行*.SM文件的合并,或划分体网格,再进行*.MESH 的合并,最后完成装配（为确保一致性网格，网格密度差不得过大，如不超过1：2。）.

以上为个人经验,如有不对之处,还请指出,不要让我误导别人.

转贴——一个压铸分析的完整过程

经过近两个月的学习procast，今天通过对一个例子的分析，对压铸模拟作一个总结。

由于整个过程设计，流场、温度场、压力场模拟，内容很多，所以，陈述中只提要而不是详述，所以，对刚接触procast者不适合，希望对procast操作流程以及参数设置有一定基础

后再来参考

本模拟采用的方法航天

1。由于是压铸模拟，所以首先要找到模具的平衡温度，然后再进行流场，温度场以及应力

场的模拟。

2。关于，流场、温度场的耦合有两种方法。一种是直接耦合，由于直接耦合虽然结果更准确，但是，CPU运算消耗的时间非常多；第二钟是场的叠加，该方法速度快，结果误差不大。

所以本模拟采用第二种耦合方法。

3。模拟的模型中包括，铸件模型，上模以及下模。该模型只为说明模拟过程不涉及直浇道、横浇道以及内浇道设计是否合理，这些属于压铸工艺。与过程无关。

模拟中使用的参数

材料：

1、上下模材料都为，steel_H13-STRESS仿

2、铸件为，AL-7%Si-3%Mg-A365 铝合金

应力：

1、上下模同为，PLastic steel_H13-STRESS

2、铸件为，Plastic A365-STRESS仿真

界面换热系数：

1、上下模之间为1500

2、铸件与上下模之间为1200

3、与空气之间为8

4、与敷料之间为80

温度：

1、上下模为25C室温

2、铸件浇注温度700C

3、敷料温度25C室温

边界参数：

1、模具与空气之间换热系数为10

2、入口压力10bar

3、入口速度25m/s

4、上下模位移为 X=0,Y=0,Z=0

重力参数：9.8

初始条件：

1、模具温度25C

2、铸件温度700 C

运行参数：

1、执行时间步设置

2、热分析设置

3、压铸循环次数设置

4、流体分析设置

5、应力分析设置

6、紊流分析设置

1、从CAD软件中建好模型，然后导入 Mesh cast中进行网格划分。

2、检查网格，并且去除多余边界和面。直到通过网格检查（注意区分是否是共享边界，此

边界不可去除）。

3、划分面网格，注意：划大模具网格，尽量缩小铸件网格大小。这样即可以节约时间，又

同时提高了精度。

4、划分体网格，成功后，可以看出有三种材料。

5、导入precast进行各种参数设置。导入时，可以看出虽然铸件的网格很密集，但是单元

不是很多。

6、导入后，必须进行各种检测，如：负雅克比等

7、设置材料、及塑性参数等

8、设置界面换热系数。

9、设置各种边界条件。（换热、位移）或（速度、压力）根据自己的需要设置。

10、重力参数（根据需要是否设置模具、铸件运动速度等）本模拟没有运用。

11、运行参数设置，（热、应力）（热、流体、紊流）（热、压铸循环）

12、通过热模拟，先找到模具的平衡温度。（295.79C，此时误差不超过10C）

13、可以看出模具的内外温度由25C室温上升到295.79C已近平衡，如下：

14、凝固分数随时间的变化。

15、凝固分数梯度图。

16、凝固时间梯度

17、铸件里散网分布梯度

18、冷却速率。

19、铸件里温度梯度

20、等温速度。

21、由于缩孔、缩松分析对于铸钢、铸铁比较准确。对于铝合金的分析需要借助铸造工艺的理论知识（凝固理论、充型理论）来判断。所以在此没有使用procast里几个方法。上面是

热分析模块，下面是流场分析模块的结果。

22、充型压力随时间的变化曲线

23、充型速度随时间的变化曲线

24、铸液在充型时的流动压力显示

25、铸液充型时紊流能量显示

26、快充满时的气体余量

下面是应力模块结果显示：

27、铸件上的有效应力梯度

28、铸件上的最大剪切应力梯度

29、铸件上平均主应力梯度

30、铸件上的接触应力梯度

31、铸件上的有效应变梯度

32、铸件网格变化大小（白色为变形前的铸件，红色为变形后的铸件）

33、铸件上的热节位置显示

34、铸件冷却收缩距离

35、压铸模具疲劳点显示

36、铸件上容易产生热裂的地方。

总结：

1、对于一个铸件的分析应该包括三个方面，即，充型、凝固、以及铸件模具产生的内应力

模拟。

2、一个准确率比较高的模拟应该建立在准确的物性参数上。

3、对结果的分析要有扎实的理论和实践基础，procast不会告诉我们那里有气孔、冷隔、裂纹、浇不足等，这些判断需要我们利用它提供的各个场量去分析判断，而且模拟的目的是给实践提供指导，节约新产品试制成本。而不是能否得到显示。所以力求准确。

4、procast 铸造模拟分析里面设置参数很多，但是针对不同的铸造方法，参数的设置又有许多不同的设置要求。比如：显示铸件气孔、缩孔、缩松的位置和大小，就有至少三四种方法，而且各个方法的精度又不相同。这些需要设置不同的地方才能得到结果。金属型铸造时参数的设置与压铸有很大的不同，还有离心铸造，融模铸造等参数设置都有取舍之处，（需

要对参数仔细分析）。www.

5、划网格的时候需要经验，划的多了就知道那些需要去除、相反，同样的错误提示，却需

要保留。

6、各个场的耦合，由需要来取舍，可以三个场耦合，又可以两个场耦合或者一个一个叠加

耦合。

以上是本人不是很全面的压铸总结，希望对需要学习压铸的你，能有所帮助，总结不是很全

面，如果想起再添加吧。

ProCAST是为评价和优化铸造产品与铸造工艺而开发的专业CAE系统，借助于ProCAST 系统，铸造工程师在完成铸造工艺编制之前，就能够对铸件在形成过程中的流场、温度场和应力场进行仿真分析并预测铸件的质量、优化铸造设备参数和工艺方案。

ProCAST可以模拟金属铸造过程中的流动过程，精确显示充填不足、冷隔、裹气和热节的位置以及残余应力与变形，准确地预测缩孔、缩松和铸造过程中微观组织的变化。

作为ESI集团热物理综合解决方案的旗舰产品，ProCAST是所有铸造模拟软件中现代CAD/CAE集成化程度最高的。它率先在商用化软件中使用了最先进的有限元技术并配备了功能强大的数据接口和自动网格划分工具。

全部模块化设计适合任何铸造过程的模拟；

采用有限元技术，是目前唯一能对铸造凝固过程进行热－流动－应力完全耦合的铸造模拟软件；

高度集成；