【正文】 定專業(yè) 鑄造 軟件 Procast 作為我院 鑄造 仿真的工具。 4 軟件開發(fā)商法國 ESI 集團簡介 ESI 集團是在法國巴黎上市的世界最大最著名的 CAE 軟件公司之一。作為虛擬測試方案的先鋒， ESI 集 團是全球首屈一指的材料物理學數(shù)值模擬原型和制造流程供應商。 ESI集團成功的關(guān)鍵在于使用真實材料物理特性，能夠進行更真實的模擬，來代替耗時的物理樣機嘗試和糾錯過程。 ESI 集團開發(fā)了一 系列 完整的面向工業(yè)應用的產(chǎn)品，真實模擬產(chǎn)品在測試中的性能，精細協(xié)調(diào)制造過程與預期的產(chǎn)品性能間的關(guān)系，引進 Procast 軟件項目建議書 并評估 環(huán)境對 產(chǎn)品使用 的影響 。 ESI 集團主要產(chǎn)品分為虛擬樣機、虛擬制造和虛擬環(huán)境三大類。 ESI 集團的產(chǎn)品組合，已經(jīng)被工業(yè)界廣泛驗證并與多向價值鏈相結(jié)合，代表著獨特的協(xié)同、虛擬工程方案，稱為虛擬試驗空間（ VTOS），能夠持續(xù)對虛擬樣機 進行改進 。 ESI 集團 在 軍工 界有大量客戶，并承擔了法國及歐洲眾多航空航天及防務方面的咨詢項目。 2021 財政年度的收入約為 6300 萬歐元，在全球擁有逾近 600 名高層次專家。公司及其全球代理網(wǎng)絡為 30 多個國家的客戶提供銷售和技術(shù)支援。 5 Procast 軟件特點 背景 ProCAST 自 1985 年開始一直由位于美國馬里蘭州首府 Annapolis 的 UES Software 進行開發(fā)，并得到了美國政府和諸多研究機構(gòu)的大力資助。 1990 年后，位于瑞士洛桑的 Cal SA 和瑞士聯(lián)邦科技研究院也加入了 ProCAST 部 分模塊的開發(fā)工作，基于其強大的材料物理背景， Cal 在 ProCAST 的晶粒計算模塊和反向模塊開發(fā)上貢獻良多。 2021 年， ProCAST 和 Cal SA 先后加入 ESI 集團。 ESI 也重新整合了其原有的熱物理模擬隊伍如 PAMCAST 和 SYSWELD，這樣 ProCAST（有限元鑄造仿真） 整合了 Calcosoft（連續(xù)鑄造仿真）， 與 PAMCAST（有限差分元鑄造仿真） 、 SYSWELD（熱處理與焊接模擬）一起組成 ESI 完整的材料熱處理成型綜合解決方案。 功能 ProCAST 是為評價和優(yōu)化鑄造產(chǎn)品與鑄造工藝 而開發(fā)的專業(yè) CAE 系統(tǒng)，借助于ProCAST 系統(tǒng)，鑄造工程師在完成鑄造工藝編制之前，就能夠?qū)﹁T件在形成過程中的流場、溫度場和應力場進行仿真分析并預測鑄件的質(zhì)量、優(yōu)化鑄造設備參數(shù)和工藝方案。 ProCAST 可以模擬金屬鑄造過程中的流動過程，精確顯示充填不足、冷隔、裹氣和熱節(jié)的位置以及殘余應力與變形，準確地預測縮孔、縮松和鑄造過程中微觀組織的變化。 作為 ESI 集團熱物理綜合解決方案的旗艦產(chǎn)品， ProCAST 是 院 有鑄造模擬軟件中現(xiàn)代CAD/CAE 集成化程度最高的。 是目前唯一能對鑄造凝固過程進行熱－流動－應力完全耦 合的鑄造模擬軟件。 適用范圍 引進 Procast 軟件項目建議書 模塊化設計適合任何鑄造過程的模擬。 ? 高、低壓鑄造（ high and low pressure die casting） ? 砂模鑄造，金屬型鑄造和斜澆注（ sand casting, gravity die casting and tilt pouring） ? 熔模鑄造， 殼模鑄造 （ investment casting, shell casting） ? 消失模鑄造和離心鑄造（ lost foam and centrifugal casting） ? 等等 材料數(shù)據(jù)庫 ProCAST 可以用來模擬 任何合金，從鋼和鐵到鋁基、鈷基、銅基、鎂基、鎳基、鈦基和鋅基合金，以及非傳統(tǒng)合金和聚合體。 ESI 旗下的熱物理仿真研究開發(fā)隊伍匯集了全球頂尖的五十多位冶金、鑄造、物理、數(shù)學、計算力學、流體力學和計算機等多學科的專家，專業(yè)從事 ProCAST 和相關(guān)熱物理模擬產(chǎn)品的開發(fā)。得益于長期的聯(lián)合研究和工業(yè)驗證，使得通過工業(yè)驗證的材料數(shù)據(jù)庫不斷地擴充和更新，同時，用戶本身也可以自行更新和擴展材料數(shù)據(jù)。 除了基本的材料數(shù)據(jù)庫外， ProCAST 還擁有 鋁 基 、鐵 基 、鈦 基 、鎳 基 和銅 基合金系統(tǒng)的熱力學數(shù)據(jù)庫。這個獨特的數(shù)據(jù)庫使得用戶可 以直接輸入化學成分，從而自動產(chǎn)生諸如液相線溫度、固相線溫度、潛熱、比熱和固相率的變化等熱力學參數(shù)。 銅部件的低壓模鑄造 船用發(fā)動機本體的沙模鑄造 ProCAST 提供了能夠預測評估整個鑄造過程的完整軟件解決方案，包括模型填注，凝固，微觀構(gòu)造和熱力的模擬。能夠快速可視化鑄型設計的影響，使得制造過程的早期能夠做出正確的決策。 引進 Procast 軟件項目建議書 特點和規(guī)格 ProCAST 是完整的模塊軟件解決方案提供眾多的模塊和工程工具來滿足鑄造業(yè)最復雜的要求。在過程的每個階段選擇每個特定模塊： ? 模填充的流體求解器包括半固體材料，消失模和離心鑄造 ? 用于凝固和收縮預測的熱求解器包括輻射選項 ? 應力求解器包括熱應力和變形 而且，還可以選擇一些專門和高級金屬選項來預測： ? 氣體和微孔 ? 鐵合金的微觀構(gòu)造 ? 顆粒結(jié)構(gòu)形式 ProCAST 共有九個模塊，下面分別闡述相應的功能。 模塊功能示意圖 網(wǎng)格劃分與工具 MeshCAST， ProCAST 的 CAD 界面和網(wǎng)格生成器，將設計和工程階段高效聯(lián)系在一起。能夠快速準備創(chuàng)新的設計方案，同時保證快速和可靠的計算。 主要特點 ? 自動生成三維網(wǎng)格 ? CAD/CAE 幾何通過 STEP, IGES, 或 Parasolid 格式導 入 ? 直接有限元網(wǎng)格導入 ? 非?？焖俚木W(wǎng)格生成 引進 Procast 軟件項目建議書 ? 良好的網(wǎng)格質(zhì)量和質(zhì)量檢查 ? 處理復雜幾何模型和多種材料 ? 對邊和表面可變的網(wǎng)格密度 ? 確保流體流動分析的網(wǎng)格 ? 熔模鑄造的自動 shell 生成 ? 網(wǎng)格布爾運算和網(wǎng)格裝配 使用網(wǎng)格布爾運算連接不同的組件 模壓鑄造鋁合金與模具的傳熱系數(shù)通過反向模擬確定 發(fā)動機體的有限元網(wǎng)格 引進 Procast 軟件項目建議書 使用網(wǎng)格裝配功能合并部 件網(wǎng)格 并且自動生成新的特征線 反向模擬 ProCAST 的反向模擬能夠通過減小給定位置和時間上計算與測量溫度的差異確定材料屬性或邊界條件 主要特點 ? 確定時間和溫度相關(guān)的界面系數(shù) ? 確定時間和溫度相關(guān)的邊界條件 ? 確定時間和溫度相關(guān)的材料屬性 流體求解器 ProCAST 提供了一個非常突出的流體流動功能來模擬填模，求解全三維 NS 方程并耦合能