华铸cae培训手册docWord格式.docx

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第四章基于耦合的凝固计算

4.1打开一个工程----------------------------------------------43

4.2计算分析--------------------------------------------------43

4.3后置处理--------------------------------------------------47

4.4报告生成--------------------------------------------------52

本章以托架铸件为例，对铸钢件进行了纯凝固模拟分析，分析所需STL文件位于：

附带光盘\华铸CAE8.0培训手册\铸钢。

本章目标：

◆熟悉华铸CAE铸钢重力完全版的模拟分析流程

◆规划一个铸钢件纯凝固计算

◆BMP存盘

◆缩孔形成动画的制作播放

◆铸件色温动画的制作播放

华铸CAE铸造工艺分析系统软件铸钢重力完全版的主界面，如下图1－1所示。

图1－1

1.1新建一个工程

1．启动华铸CAE8.0主控平台，如图1－1所示。

2．单击工具栏上【新建工程】，弹出新工程对话框。

3．在新工程对话框内依次输入：

单位、操作人、铸件名、工艺号和材质；

单击硬盘选择后面的下拉列表

：

选择：

“D”，如图1－2所示。

注意：

华铸CAE8.0把一个铸件的一个工艺的模拟分析任务定义为一个工程，不同的铸件当然对应不同的工程，就是同一铸件不同工艺也要定义为不同的工程。

新建一个工程或者打开一个已有工程后，随后的STL预览、前置处理、计算分析以及后置处理、报告生成都应在工程下进行。

图1－2

4．单击铸件名后面的【描述…】,输入当前铸件描述，如图1－3所示。

图1－3

5．单击【确认】。

6．单击【确认】，完成新建工程。

✧注意：

用户输入的当前铸件描述和当前工艺描述，应尽可能的准确翔实，以便将来自己或者他人查询。

1.2STL预览

1.单击工具栏【STL预览】，启动程序：

“无标题－ClipStl”。

2.单击【文件】－【STL装配】，打开STL装配对话框。

3.在选择STL文件框内找到路径：

附带光盘\华铸CAE8.0培训手册\铸钢，单击铸钢文件夹，在中间列表框内可以看到五个stl文件，如图1－4所示。

图1－4

4.双击除了mold.stl外的所有stl文件，然后单击【确定】，如图1－5所示。

图1－5

5.确认无误，单击【文件】－【退出】，返回华铸CAE8.0主控平台。

在装配时，一般不选择铸型参与装配，是为了更好的查看当前铸件及其工艺。

1.3前置处理

1．单击【前置处理】，进入华铸CAE前处理系统R8.0[完全版]。

2．单击工具栏【新建】，弹出剖分任务对话框。

3．单击下一步按钮

，弹出STL赋材质属性对话框，双击路径：

“附带光盘\华铸CAE8.0培训手册”下的铸钢文件夹，所有STL文件会出现在文件选择框内，选中cast.stl，然后左键双击选择材质类别里面的铸件，对core.stl和mold.stl做相似处理；

选中gating.stl，再选中对话框右面的直浇道/升液管，单击

，riser.stl做类似处理。

完成赋值后如图1－6所示。

图1－6

4．单击下一步按钮

，进入优先级别选择对话框，在材质列表框内依次单击：

铸件－芯子－铸型，如图1－7所示。

图1－7

5．单击下一步按钮

，进入网格参数对话框，输入均匀网格大小（mm）:

“5”,单击后面的【网格数】按钮，以查看当前网格数，如图1－8所示。

图1－8

6.单击【确定】。

7．单击下一步

，进入其他参数设置对话框，输入剖分结果文件名：

“凝固”

，如图1－9所示。

图1－9

8.单击【接受】按钮。

9.弹出自动导航对话框，询问是否现在进行剖分，如图1－10所示。

图1－10

10．单击【是】，开始剖分，请耐心等待。

11．剖分结束，弹出消息框，对您表示祝贺，单击【确定】。

12．弹出自动导航对话框，询问是否现在显示剖分结果，如图1－11所示。

图1－11

13．单击【是】，弹出显示参数对话框。

14．单击【确认】，显示剖分结果，如图1－12所示。

图1－12

15.同时弹出自动导航对话框，询问是否需要旋转剖分结果，如图1－13所示。

图1－13

重力铸造的直浇道应竖直向上，如果剖分结果显示与之不符，就要对之进行相应的旋转。

在本例中，图1－12剖分结果显示却是水平向右，故需要对之进行旋转。

16．单击【是】，进入剖分结果旋转对话框，依次选择：

“X轴”、“逆时针”、“90度”，如图1－14所示。

图1－14

17.单击【确定】，完成旋转。

18.弹出自动导航对话框，询问是否需要检查剖分结果，单击【是】，启动剖分检查程序，如图1－15所示。

图1－15

19.单击【缺陷判断】－【搜索线接触网格】，对铸件进行线接触网格搜索，弹出消息框，如图1－16所示。

图1－16

20.单击【确定】，退出剖分检查程序，回到华铸CAE前置处理主界面。

21.单击【确定】。

22．再次单击工具栏上【显示控制】按钮，弹出显示参数对话框，选择：

“装配【无铸型】”，如图1－17所示。

图1－17

23.单击【确认】，显示图形，如图1－18所示。

图1－18

24.确认无误，单击【剖分拍照】，打开华铸相机。

25.单击华铸相机

，按住不放，拖到显示的图形（图2－18）上，释放，弹出华铸相机/文件保存对话框。

26.单击【保存】，保存网格剖分图像。

如果在三维造型的时候走捷径，采用重叠/覆盖的方式，比如说：

在铸件的基础上画冒口，或者在铸件的基础上画冷铁，而不是单独造型，那么在前处理优先级别选择的时候就要特别注意，剖分完成后要用显示控制仔细检查，以确认系统中各种材质是否一一对应。

27.单击【任务规划】－【退出】，回到华铸CAE8.0主控平台。

1.4计算分析

1．单击【计算分析】，进入华铸CAE系统－计算分析R8.0[铸钢/重力/完全版]。

2．单击【纯凝固】，进入计算任务设置对话框。

3．单击选择SGN后面的下拉列表，选择：

“凝固”；

单击文件夹选择后面的下拉列表，选择“凝固1”；

单击金属大类选择后面的下拉列表，选择：

“铸钢”,如图1－19所示。

图1－19

4．单击【合金属性浏览/设置】，弹出合金属性设置对话框，依次输入：

碳、硅、锰、硫和磷的含量，单击【应用】，如图1－20所示。

图1－20

5．单击【物性参数】按钮，换到合金的热物性设置界面，单击【液相线.C’】，弹出消息框，如图1－21所示。

图1－21

6．单击【是】，采用推荐液相线。

7．单击【固相线.C’】，弹出消息框，询问是否采用推荐固相线，如图所示。

图1－22

8.单击【是】，采用推荐固相线。

自动填写液固相线时，华铸CAE根据当前合金的主要元素含量，根据相图自动填写固、液相线温度（仅限于符合相图的合金），当然用户也可手工填入。

对于高合金（特种合金）只能用户手工填入。

9.输入相变收缩：

0.04，液态收缩率/度：

0.0001，单击【应用】，如图1－23所示。

图1－23

10.单击【确定】。

11.单击下一步按钮

，进入物性参数设置对话框，输入铸件的初始温度：

“1550”，单击【应用】，如图1－24所示。

修改合金成分、热物性以及后面的界面系数以后，必须应用，更改才能生效。

图1－24

12.单击选择欲设置的材料后面的下拉列表，选择：

“铸型”，然后单击具体材料选择下面的下拉列表，选择：

“铸型[湿砂]，单击【应用】。

13.依此类推，设置芯子为：

“芯子（树脂砂，钢）”。

14.单击下一步按钮

，进入界面参数设置对话框。

15.单击下一步按钮

，进入其他参数设置对话框。

16.单击【重力补缩计算】，进入重力补缩设置对话框。

17.选择重力补缩功能，输入大致浇注时间：

“2”（s），如图1－25所示。

18.单击【确认】，回到其他参数设置对话框。

19.单击【计算结束控制】，进入模拟计算结束控制对话框，选择：

“按铸件冷却温度结束（1400）”，单击【应用】，如图1－26所示。

20.单击【确认】，回到其他参数设置对话框。

图1－25

图1－26

第一次计算，往往采用按铸件的冷却温度结束，因为你并不知道该铸件的具体凝固时间。

21.单击【自动存盘控制】，进入数据自动保存参数设置对话框，选择：

“按时间”，输入存盘间隔：

“5”，单击【应用】，如图1－27所示。

如果选择按时间存盘，当然是存盘间隔越小越好，但是由于硬盘空间和最大存盘次数的限制，存盘间隔也不能无限制的小，只有定为一个合理的值，才能在现有硬件条件下得出满意的结果。

图1－27

22.单击【确定】，回到其他参数设置对话框，如图1－28所示。

图1－28

23.单击下一步按钮

，进入计算任务总结对话框，如图1－29所示。

图1－29

24.单击【当前计算参数入计算参数库…】,弹出对话框，输入：

“凝固”，单击【确认】。

25.确认无误，单击【接受任务】。

26.弹出自动导航消息框，询问是否现在进行计算，单击【是】，开始计算，请耐心等待，计算界面如图1－30所示。

图1－30

36计算结束，弹出消息框，单击【确定】。

37.单击菜单【新建】－【退出】，回到华铸CAE8.0主控平台。

本例在P4－2.8G（512M内存）下面只需计算2分钟。

1.5后置处理

一、查看重力缩孔缩松与BMP存盘

1．单击【后置处理】，进入InteCAST－华铸CAE可视化后处理系统,我们可以看到工具栏下面的工程框条，如图1－31所示。

工程框条是华铸CAE后处理模块应对华铸CAE8.0工程管理的思想开发的，同时，华铸CAE后处理模块向上兼容，原来的图形处理方式仍然有效。

图1－31

2．单击工程后面的下拉列表

，选择：

“托架_PRO_0.TSK”。

3.单击模拟后面的下拉列表

“凝固1”。

4.连续单击工程框条上面最后一个按钮，直至其变为【缩孔缩松】。

5．单击数据后面的下拉列表

，选择显示最后一个dfc文件，如图1－32所示。

图1－32

6.单击【数值画面】－【BMP存盘】，弹出BMP存盘对话框。

7.单击【确认】，完成保存。

二、缩孔形成过程动画的制作与播放。

1.单击菜单栏【数值画面】－【BMP批处理】，弹出BMP批处理对话框。

2.单击全选按钮

，将全部dfc文件置为选中文件，如图1－33所示。

图1－33

3.单击【确认】，弹出消息框，询问是否删除残存BMP，单击【否】，请等待。

4.批处理完成，弹出消息框，单击【确定】。

5.单击【动画集成】－【BMP合成AVI】，弹出选取BMP合成AVI对话框。

6.单击全选按钮

，改目标AVI为：

“缩孔形成.avi”，如图1－34所示。

图1－34

华铸CAE后处理现提供两种动画合成机制，【合成（A）】和【合成（M）】,前者采用windows通用格式，后者则采用更高的压缩比。

7.单击【合成（A）】,制作动画。

8.弹出善后处理对话框，询问是否删除已用过的BMP文件，单击【是】。

9．单击右上角的【播放】按钮，启动华铸自备动画播放程序。

10．单击屏幕左上角的【播放】按钮，播放观看动画。

11．单击左上角的【退出】，退出动画播放程序。

12．单击对话框右上角的【退出】，回到华铸CAE后处理主界面。

三、惟妙惟肖的铸件色温动画制作与播放

1.单击【数值画面】－【铸件色温】，弹出铸件色温对话框。

2.单击【浏览】，弹出打开文件对话框，在目录：

“D:

\托架\PRO_0\凝固1”下面选择最后一tem个文件，单击【打开】。

3.设置铸件色温对话框，如图1－35所示。

图1－35

4.单击【确认】，显示图形，如图1－36所示。

图1－36

5.单击【数值画面】－【BMP批处理】，弹出BMP批处理对话框。

，选中所有，设定上限和下限，如图1－37所示。

图1－37

7．单击【确认】，开始批处理，请耐心等待。

8.弹出消息框，报告批处理已结束，单击【确定】。

9．单击【动画集成】－【BMP合成AVI】，弹出选取BMP合成AVI对话框。

10．单击全选按钮

“铸件色温.avi”，如图1－38所示。

图1－38

11．单击【合成（A）】,制作动画。

程序会自动在avi文件名后面加上一个“w”。

12.弹出善后处理消息框，询问是否删除已用过的BMP文件，单击【是】。

13．单击对话框右上角的【播放】，启动华铸自备动画播放程序。

14．单击左上角的【播放】，播放观看动画。

15．单击左上角的【退出】，返回选取BMP合成AVI对话框。

16．单击对话框右上角的【退出】，返回华铸CAE后处理主界面。

1.6报告生成

1．回到华铸CAE8.0主控平台。

2.单击【报告生成】，启动报告自动生成程序。

3.单击【结论】，输入模拟分析结论，单击【存盘】。

4．单击【图像】，选择前处理图像以及缩孔缩松分布图像，如图1－39。

图1－39

5.单击【附录】，选择：

“计算参数”。

6.单击【确定】，生成自动报告（WORD文档）。

✧相应的演示动画见：

本章仍以托架铸件为例，对铸钢的充型过程进行了纯流动模拟分析，计算所需的STL位于：

本章目标：

◆借鉴以前的剖分任务

◆规划一个铸钢件纯流动计算任务

◆姿态区间在制作体积填充动画时的运用

2.1打开一个工程

1.启动华铸CAE8.0主控平台。

2.单击工具栏上的【工程库】按钮，弹出工程任务维护对话框。

3.在工程列表内选择：

“托架_PRO_0.TSK”,如图2－1所示。

打开一个已有工程有两种办法，一种是通过工程库，一种则是通过双击华铸CAE8.0主控平台下面的新近工程列表，无论通过那种方式打开一个已有工程，都是一样的。

图2－1

4.单击【打开当前工程】按钮，打开已有工程，如图2－2所示。

打开一个工程的前提是必须这个工程已经存在。

图2－2

2.2前置处理

1.单击【前置处理】，进入剖分任务对话框。

2.单击以前剖分任务右边的下拉列表，选择：

“凝固”，如图2－3所示。

图2－3

3.单击下一步按钮

，进入STL赋材质属性对话框。

4.单击下一步按钮

，进入优先级别选择对话框。

5.单击下一步按钮

，进入网格参数对话框，改均匀网格大小（mm）为:

“6”,然后单击【网格数】，以查看当前网格数，如图2－4所示。

一般说来，由于流动场计算相当费时，故而用于充型或者耦合计算的SGN文件网格数都不宜过大，且必须进行线接触、点接触网格检查。

图2－4

6.单击下一步按钮

，进入其他参数设置对话框，改剖分结果文件名【SGN】：

“充型”,如图2－5所示。

图2－5

7.单击【接受】，完成网格参数设置。

8.弹出自动导航对话框，询问是否现在进行剖分，如图2－6所示。

图2－6

9.单击【是】，开始剖分，请耐心等待。

10．剖分结束，弹出消息框，对您表示祝贺，单击【确定】，完成剖分。

11．弹出自动导航对话框，询问是否现在显示剖分结果，如图2－7所示。

图2－7

12.单击【是】，选择显示剖分结果，将弹出显示参数对话框。

13.单击【确认】，显示图形，如图2－8所示。

图2－8

14.同时弹出自动导航对话框，询问是否需要旋转剖分结果。

15.单击【是】，弹出剖分结果旋转对话框，设置旋转参数，如图2－9所示。

图2－9

16.单击【确定】，完成旋转。

17.弹出自动导航对话框，询问是否需要检查剖分结果，单击【是】，启动剖分检查程序。

18.单击菜单栏【缺陷判断】－【搜索线接触网格】，弹出消息框，报告搜索到的线接触网格数目，如图2－10所示。

用于充型或者耦合计算的剖分结果必须进行线接触、点接触网格检测，以避免大量点、线接触网格的出现，从而使得充型过程得以顺利进行。

图2－10

19.单击【确定】，退出消息框，显示线接触（点接触）网格。

20.关闭剖分检查程序，返回华铸CAE前处理主界面。

21.单击【确定】，完成检查。

22.单击【剖分拍照】，打开华铸相机（若图形区没有显示，先单击【显示结果】）。

23．单击华铸相机

，按住不放，拖到显示的剖分结果图形上，释放，弹出华铸相机/文件保存对话框。

24．单击【保存】，保存网格剖分图像。

25．单击【任务规划】－【退出】，回到华铸CAE8.0主控平台。

2.3计算分析

1.在工具栏上单击【计算分析】，进入华铸CAE系统－计算分析模块。

2.单击工具栏【纯流动】按钮，打开计算任务设置对话框。

3.单击选择SGN后面的下拉列表，选择：

“充型”；

单击文件夹选择后面的下拉列表，选择：

“充型1”；

单击另取计算参数后面的下拉列表，选择：

如图2－11所示。

一个计算任务包括计算参数和控制参数，其中计算参数包括合金成分、合金属性、铸型系统各部分的热物性以及界面换热系数等等；

控制参数则包括存盘控制、计算结束控制和显示控制等等。

图2－11

单击【描述】可以查询当前SGN信息，包括网格类型、网格数、网格边长以及浇注重量等；

单击【另取】，则可以导入其他工程的SGN文件

，进入流场参数设置对话框。

6.单击【计算结束控制】，进入模拟计算结束控制对话框，选择：

“按铸件充型体积比结束（96%）”，单击【应用】，如图2－12所示。

图2－12

7.单击【确定】，回到其他参数设置对话框。

8.单击【自动存盘控制】，弹出数据自动保存参数设置对话框，选择：

“按次数”、输入总存盘次数：

“100”，如图2－13所示。

图2－13

第一次计算，很难把握存盘参数，选择按时间的话，如果时间间隔太大，很多数据不能够得到保存，将导致模拟失真，如果时间间隔太小，那么保存行为就非常频繁，硬盘容量可能承受不起。

故而初次模拟可通过总存盘次数来控制，这样一来，就能二者兼顾。

9.单击【确定】，回到其他参数设置对话框。

10.单击【显示方式控制】，弹出显示控制对话框，选择：

“计算模拟数据[存盘时更新]”，如图2－14所示。

图2－14

11.单击【详细显示参数设置】，弹出显示参数对话框，如图2－15所示。

图2－15

12.单击【确认】，返回显示控制对话框。

13.单击【确认】，返回其他参数设置对话框，如图2－16所示。

图2－16

，弹出计算任务总结对话框，如图2－17所示。

图2－17

15.确认无误，单击【接受任务】，弹出自动导航消息框，询问是否现在开始计算，单击【是】，开始计算。

本计算在P4－2.8G（512M内存）下面需要大概35分钟，请耐心等待。

16.计算结束，弹出消息框，如图2－18所示。

图2－18

17.单击【确定】。

18.单击【新建】－【退出】，回