ProCAST-Quik
2009年2月9日 浏览:168401 评论:2
ProCAST-Quik是由Aluminum Pechiney公司的铸造专家在1985年开发的,以有限差分为基础,提供了一套完整的铸造工业解决方案,能准确预测铸造各个阶段。Quik是一个界面友好、面向工业应用的软件包,它可以模拟从充型到凝固(包括缺陷预测)的整个铸造过程,并且能够模拟非常复杂的铸件。基于强大、高效的自适应求解器,Quik不完全依赖网格划分,在原CAD模型上设置参数,模拟结果更准确、全面,已经成为铸造行业验证铸造产品设计的必备工具。
Quick的设计宗旨是为铸造企业削减成本和加快产品的研发,从而提高企业竞争力。据此,Quick以简便易用为原则,可以快速准确的模拟铸造过程中的各个过程。并且,为了适应中国市场的需求,从2007年起,ESI公司推出了全中文版的Quick ,以满足中国客户的需求。
ProCAST-Quik使用有限元差分技术,有限元差分求解器获得精确结果的一个关键因素是应用局部的体积和表面修正因子。对于精密的体积计算以及描述铸造过程中不同体积外表面的热交换和边界条件来说,这些修正因子是必不可少的。Quik就内置了一个高效的求解器来计算和自动应用这些表面修正因子。凝固模拟过程中的一个重要方面是有关固体凝固过程中产生的形变和内应力。众所周知,目前市场上的所有机械相关软件都是基于非结构化的有限元网格,原因也是显而易见的。因为形变的计算不同于对流,在对流计算中,纠结是固定的,液体的速度在每个节点上都有描述,而形变的计算必须施加在和固体一起运动的网格上。这一点在处理铸造两部分(例如金属和模具)之间的接触损失时尤其必要,此时两接触部分之间可能产生气隙或产生摩擦。由于结构化的网格必须遵从坐标系,所以网格不能移动。然而,在 非结构化的网格中,产生的新网格的格点位置在每个时间步长内都可以计算得到,所以网格可以产生变形,最终,在产生很大变形的情况下,网格将会重建,同时可得到接触物体之间的接触损失。由于不知道怎样在两个齿轮状的台式界面之间引入摩擦或滑动,所以,即使在结构化网格中使用所谓的 “numerical tricks”,也不能解决台式界面问题。因此,由于技术上不可行,所以ESI不会(也不准备)在Quick中植入应力分析模块。
1. CAD模型自动修复
Quik接口输入的铸型的几何特征直接来自CAD软件中输出的STL格式的文件。利用高效、自动化的工具可快速修复错误,改善CAD模型的品质,使各部件处于正确装配位置。
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2. 体网格自动划分
在Quik用户界面中,所有分散铸型部件(砂芯、冒口、浇口杯)实现自动装配。内置自动体网格生成器,可在数分钟内生成用于模拟填充和凝固的结构网格。
3. 简单易用的数值模型和数据库
用于定义模拟过程的必要输入数据既详细又易于设置。可定义作用于表面或体特征的压力、热以及接触条件。模型可重新划分网格而不丢失已设定的模型信息。详尽的数据库中可获得各种属性和参数,包括:合金(铝合金、钢、铸铁、镁合金);铸型材料(型砂、砂芯、工具钢);气孔数据;模具涂料参数。
4. 重力铸造
Quick可快速模拟大多数重力铸造过程包括砂型铸造、硬模铸造和倾转铸造。发热冒口、冷铁和滤网(多孔或挤压泡沫过滤网)可根据铸造过程参数自动设置。可观察热模和热节的模拟结果,以校验冒口大小和位置。
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5. 低压铸造
Quik拥有一整套专门的工具来模拟低压铸造过程。在凝固过程模拟中,根据计算所得的固态分数的变化可以预测缩孔缩松的位置。气体背压计算加上适当的用户自定义压力条件可以模拟真空铸造过程。
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6. 高压铸造
Quick可完美模拟高压铸造第一注射阶段活塞的位移以及第三阶段中活塞对铸件空隙率的影响。模具循环浇铸顺序的定义可以加快前处理时间,冷却和加热过程都可在软件界面的特殊菜单中设置后自动产生。先进的后处理程序中的诸如粒子追踪功能等可实现金属流动的可视化。
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7. 并行计算
Quick拥有基于SMP(内存共享式并行计算)的版本。经过数年的研发,在4个处理器的计算机上对上面低压铸造章节中提到的铸件进行5次填充、凝固和缺陷分析模拟的时间,由37小时(v2003)减少到18小时(v2005)进而减少到现在的5.5小时(v2007)。
Quick的设计宗旨是为铸造企业削减成本和加快产品的研发,从而提高企业竞争力。据此,Quick以简便易用为原则,可以快速准确的模拟铸造过程中的各个过程。并且,为了适应中国市场的需求,从2007年起,ESI公司推出了全中文版的Quick ,以满足中国客户的需求。
ProCAST-Quik使用有限元差分技术,有限元差分求解器获得精确结果的一个关键因素是应用局部的体积和表面修正因子。对于精密的体积计算以及描述铸造过程中不同体积外表面的热交换和边界条件来说,这些修正因子是必不可少的。Quik就内置了一个高效的求解器来计算和自动应用这些表面修正因子。凝固模拟过程中的一个重要方面是有关固体凝固过程中产生的形变和内应力。众所周知,目前市场上的所有机械相关软件都是基于非结构化的有限元网格,原因也是显而易见的。因为形变的计算不同于对流,在对流计算中,纠结是固定的,液体的速度在每个节点上都有描述,而形变的计算必须施加在和固体一起运动的网格上。这一点在处理铸造两部分(例如金属和模具)之间的接触损失时尤其必要,此时两接触部分之间可能产生气隙或产生摩擦。由于结构化的网格必须遵从坐标系,所以网格不能移动。然而,在 非结构化的网格中,产生的新网格的格点位置在每个时间步长内都可以计算得到,所以网格可以产生变形,最终,在产生很大变形的情况下,网格将会重建,同时可得到接触物体之间的接触损失。由于不知道怎样在两个齿轮状的台式界面之间引入摩擦或滑动,所以,即使在结构化网格中使用所谓的 “numerical tricks”,也不能解决台式界面问题。因此,由于技术上不可行,所以ESI不会(也不准备)在Quick中植入应力分析模块。
1. CAD模型自动修复
Quik接口输入的铸型的几何特征直接来自CAD软件中输出的STL格式的文件。利用高效、自动化的工具可快速修复错误,改善CAD模型的品质,使各部件处于正确装配位置。
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2. 体网格自动划分
在Quik用户界面中,所有分散铸型部件(砂芯、冒口、浇口杯)实现自动装配。内置自动体网格生成器,可在数分钟内生成用于模拟填充和凝固的结构网格。
3. 简单易用的数值模型和数据库
用于定义模拟过程的必要输入数据既详细又易于设置。可定义作用于表面或体特征的压力、热以及接触条件。模型可重新划分网格而不丢失已设定的模型信息。详尽的数据库中可获得各种属性和参数,包括:合金(铝合金、钢、铸铁、镁合金);铸型材料(型砂、砂芯、工具钢);气孔数据;模具涂料参数。
4. 重力铸造
Quick可快速模拟大多数重力铸造过程包括砂型铸造、硬模铸造和倾转铸造。发热冒口、冷铁和滤网(多孔或挤压泡沫过滤网)可根据铸造过程参数自动设置。可观察热模和热节的模拟结果,以校验冒口大小和位置。
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5. 低压铸造
Quik拥有一整套专门的工具来模拟低压铸造过程。在凝固过程模拟中,根据计算所得的固态分数的变化可以预测缩孔缩松的位置。气体背压计算加上适当的用户自定义压力条件可以模拟真空铸造过程。
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6. 高压铸造
Quick可完美模拟高压铸造第一注射阶段活塞的位移以及第三阶段中活塞对铸件空隙率的影响。模具循环浇铸顺序的定义可以加快前处理时间,冷却和加热过程都可在软件界面的特殊菜单中设置后自动产生。先进的后处理程序中的诸如粒子追踪功能等可实现金属流动的可视化。
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7. 并行计算
Quick拥有基于SMP(内存共享式并行计算)的版本。经过数年的研发,在4个处理器的计算机上对上面低压铸造章节中提到的铸件进行5次填充、凝固和缺陷分析模拟的时间,由37小时(v2003)减少到18小时(v2005)进而减少到现在的5.5小时(v2007)。
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