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华铸CAEE/
实例教程
华中科技大大学华铸软软件
前言言
华铸CAEE-铸造工工艺分析软软件集成系系统是目前前国内最著著名的凝固固模拟分析析系统,是是分析和优优化铸件铸铸造工艺的的重要工具具。但是由由于铸造工工程技术人人员的计算算机应用水水平相对比比较低,而而华铸CAE又是一个个高技术含含量的软件件产品,其其对用户的的要求应该该说是比较较高的。只只有通晓铸铸造工艺技技术,并熟熟练应用本本软件,才才能尽可能能的发挥数数值模拟软软件的巨大大作用。
本教程作为为培训使用用的实例教教程与系统统的使用手手册相配合合,为初学学者提供全全面的帮助助。教程以以图文并茂茂的方式,由由浅入深,由由简入繁,。先从从最简单、最最形象的,也也是铸造数数值模拟的的基础:纯纯凝固模拟拟入手,然然后是充型型模拟、耦耦合模拟以以及耦凝模模拟。本文文所选精选选的实例有有如下两个个特点,一一是它们都都为真实的的铸件及工工艺,直接接采用现成成的STL文件,节节省了三维维造型的时时间;二是是网格数一一般比较少少,以保证证模拟计算算能够在几几分钟到几几个小时内内能够算完完,使用户户/读者的精精力集中到到华铸CAE的学****上上。
通过本教程程,可以使使用户对于于华铸CAE有较深入入的理解。在在练****的过过程中,使使得用户逐逐渐的体会会数值模拟拟的巨大魅魅力,为深深入应用打打下良好基基础。
与与本书配套套的光盘1份,内有有相关数据据及实例。
华中科技大大学华铸软软件
2004年年7月
目录录
第一章纯凝固传传热计算
---------------------------------------------------------4
---------------------------------------------------------------55
--------------------------------------------------------------6
--------------------------------------------------------------111
--------------------------------------------------------------166
--------------------------------------------------------------211
第二章纯纯充型流动动计算
---------------------------------------------------------233
--------------------------------------------------------------244
--------------------------------------------------------------277
--------------------------------------------------------------311
--------------------------------------------------------------344
第三章流流动与传热热耦合计算算
---------------------------------------------------------355
--------------------------------------------------------------355
--------------------------------------------------------------399
--------------------------------------------------------------411
第四章基基于耦合的的凝固计算算
---------------------------------------------------------433
--------------------------------------------------------------433
--------------------------------------------------------------477
--------------------------------------------------------------522
第一章纯纯凝固传热热计算
本章以托架架铸件为例例,对铸钢钢件进行了了纯凝固模模拟分析,分分析所需STL文件位于于:附带光光盘\\铸钢。
本本章目标::
*熟悉华铸CCAE铸钢重力完全版的模模拟分析流流程
*规划一个铸铸钢件纯凝凝固计算
*BMP存盘盘
*缩孔形成动动画的制作作播放
*铸件色温动动画的制作作播放
华铸CAEE铸造工艺艺分析系统统软件铸钢重力完全版的主主界面,如如下图1-1所示。
图1-1
,如图1-1所示。
【新建工程】,弹出新工程对话框。
:单位位、操作人人、铸件名名、工艺号号和材质;单击击硬盘选择择后面的下下拉列表::选择:“D”,如图1-2所示。
注意:,不同的的铸件当然然对应不同同的工程,就就是同一铸铸件不同工工艺也要定定义为不同同的工程。新新建一个工工程或者打打开一个已已有工程后后,随后的的STL预览、前置处理理、计算分析析以及后置处处理、报告生成成都应在工工程下进行行。
图1-2
【描述述…】,输入当前铸铸件描述,如如图1-3所示。
图1-3
【确确认】。
【确确认】,完完成新建工工程。
*注意:用户户输入的当当前铸件描描述和当前前工艺描述述,应尽可可能的准确确翔实,以以便将来自自己或者他他人查询。
【STL预览】,启动程序:“无标题-ClipStl”。
【文件】-【STTL装配】,打打开STL装配对话框框。
::附带光盘\\铸钢,单击击铸钢文件夹夹,在中间间列表框内内可以看到到五个stl文件,如如图1-4所示。
图1-4
,然然后单击【确定】,如图1-5所示。
图1-5
,单单击【文件件】-【退出出】,。
*注意:在装装配时,一一般不选择择铸型参与与装配,是是为了更好好的查看当当前铸件及及其工艺。
【前前置处理】,[完全版]。
【新新建】,弹弹出剖分任任务对话框框。
,弹出STTL赋材质属属性对话框框,双击路路径:“附带光盘\”下的铸钢文件夹夹,所有STL文件会出出现在文件件选择框内内,选中ccast..stl,然然后左键双双击选择材材质类别里里面的铸件件,;,再再选中对话话框右面的的直浇道/升液管,单单击,。完完成赋值后后如图1-6所示。
图1-6
,进入优先先级别选择择对话框,在在材质列表表框内依次次单击:铸铸件-芯子子-铸型,如如图1-7所示。
图1-7
,进入网格格参数对话话框,输入入均匀网格格大小(mm):“5”,单击后面面的【网格格数】按钮钮,以查看看当前网格格数,如图图1-8所示。
图1-8
【确定】。
,进进入其他参参数设置对对话框,输输入剖分结结果文件名名:“凝固”
,如图1--9所示。
图1-9
【接受】按钮钮。
,询询问是否现现在进行剖剖分,如图图1-10所示。
图1-100
【是】,开始始剖分,请请耐心等待待。
,弹弹出消息框框,对您表表示祝贺,单单击【确定定】。
,询询问是否现现在显示剖剖分结果,如如图1-11所示。
图1-111
【是】,弹出出显示参数数对话框。
【确认】,显显示剖分结结果,如图图1-12所示。
图1-122
,询询问是否需需要旋转剖剖分结果,如如图1-13所示。
图1-133
*注意:重力力铸造的直直浇道应竖竖直向上,如如果剖分结结果显示与与之不符,就就要对之进进行相应的的旋转。在在本例中,图1-12剖分结果显示却是水平向右,故需要对之进行旋转。
【是】,进入入剖分结果果旋转对话话框,依次次选择:“X轴”、“逆时针”、“90度”,如图1-14所示。
图1-144
【确定定】,完成成旋转。
,询问是是否需要检检查剖分结结果,单击击【是】,启动动剖分检查查程序,如如图1-15所示。
图1-155
【缺陷陷判断】--【搜索线线接触网格格】,对铸铸件进行线线接触网格格搜索,弹弹出消息框框,如图1-16所示。
图1-166
【确定定】,退出出剖分检查查程序,回回到华铸CAE前置处理理主界面。
【确定定】。
【显显示控制】按按钮,弹出出显示参数数对话框,选选择:“装配【无无铸型】”,如图1-17所示。
图1-177
【确认认】,显示示图形,如如图1-18所示。
图1-188
,单单击【剖分分拍照】,打打开华铸相相机。
,按住住不放,拖拖到显示的的图形(图图2-18)上,释释放,弹出出华铸相机/文件保存存对话框。
【保存存】,保存存网格剖分分图像。
*注意:如果果在三维造造型的时候候走捷径,采采用重叠/覆盖的方方式,比如如说:在铸铸件的基础础上画冒口口,或者在在铸件的基基础上画冷冷铁,而不不是单独造造型,那么么在前处理理优先级别别选择的时时候就要特特别注意,剖剖分完成后后要用显示示控制仔细细检查,以以确认系统统中各种材材质是否一一一对应。
【任务务规划】--【退出】,。
【计计算分析】,进进入华铸CAE系统-[铸钢/重力/完全版]。
【纯纯凝固】,进进入计算任任务设置对对话框。
,选择择:“凝固”;单击文件件夹选择后后面的下拉拉列表,选选择“凝固1”;单击金属属大类选择择后面的下下拉列表,选选择:“铸钢”,如图1-19所示。
图1-199
【合合金属性浏浏览/设置】,弹弹出合金属属性设置对对话框,依依次输入::碳、硅、锰锰、硫和磷磷的含量,单单击【应用用】,如图1-20所示。
图1-200
【物物性参数】按按钮,换到到合金的热热物性设置置界面,单单击【’】,弹出出消息框,如如图1-21所示。
图1-211
【是是】,采用用推荐液相相线。
【’】,弹出出消息框,询询问是否采采用推荐固固相线,如如图所示。
图1-222
【是】,采采用推荐固固相线。
*注意:自动动填写液固固相线时,华华铸CAE根据当前前合金的主主要元素含含量,根据据相图自动动填写固、液液相线温度度(仅限于于符合相图图的合金),当当然用户也也可手工填填入。对于于高合金(特特种合金)只只能用户手手工填入。
:,液态收缩缩率/度:,单击【应应用】,如如图1-23所示。
图1-233
【确定定】。
,进进入物性参参数设置对对话框,输输入铸件的的初始温度度:“1550”,单击【应应用】,如如图1-24所示。
*注意:修改改合金成分分、热物性性以及后面面的界面系系数以后,必必须应用,更更改才能生生效。
图1-244
,选择::“铸型”,然后单单击具体材材料选择下下面的下拉拉列表,选选择:“铸型[湿砂],单击【应应用】。
,设设置芯子为:“芯子(树树脂砂,钢钢)”。
,进进入界面参参数设置对对话框。
,进进入其他参参数设置对对话框。
【重力力补缩计算算】,进入入重力补缩缩设置对话话框。
,输输入大致浇浇注时间::“2”(s),如图1-25所示。
【确认认】,回到到其他参数数设置对话话框。
【计算算结束控制制】,进入入模拟计算算结束控制制对话框,选选择:“按铸件冷冷却温度结结束(1400)”,单击【应应用】,如如图1-26所示。
【确认认】,回到到其他参数数设置对话话框。
图1-255
图1-266
*注意:第一一次计算,往往往采用按按铸件的冷冷却温度结结束,因为为你并不知知道该铸件件的具体凝凝固时间。
【自动动存盘控制制】,进入入数据自动动保存参数数设置对话话框,选择择:“按时间”,输入存盘盘间隔:“5”,单击【应应用】,如如图1-27所示。
*注意:如果果选择按时时间存盘,当当然是存盘盘间隔越小小越好,但但是由于硬硬盘空间和和最大存盘盘次数的限限制,存盘盘间隔也不不能无限制制的小,只只有定为一一个合理的的值,才能能在现有硬硬件条件下下得出满意意的结果。
图1-277
【确定定】,回到到其他参数数设置对话话框,如图图1-28所示。
图1-288
,进进入计算任任务总结对对话框,如如图1-29所示。
图1-299
【当前前计算参数数入计算参参数库…】,弹出对话话框,输入入:“凝固”,单击【确确认】。
,单单击【接受受任务】。
,询问是是否现在进进行计算,单单击【是】,开始始计算,请请耐心等待待,计算界界面如图1-30所示。
图1-300
36计算算结束,弹弹出消息框框,单击【确定】。
【新建】-【退出】,。
注意:本例例在P4-(512M内存)下下面只需计计算2分钟。
一、查看重重力缩孔缩缩松与BMP存盘
【后后置处理】,进进入IntteCASST-华铸CAE可视化后后处理系统统,我们可以以看到工具具栏下面的的工程框条条,如图1-31所示。
*注意:,同同时,华铸铸CAE后处理模模块向上兼兼容,原来来的图形处处理方式仍仍然有效。
图1-311
,选择:“”。
,选择:“凝固1”。
,直直至其变为为【缩孔缩缩松】。
,选择显显示最后一一个dfc文件,如如图1-32所示。
图1-322
【数值画画面】-【BMMP存盘】,弹弹出BMP存盘对话框框。
【确认】,完完成保存。
二、缩孔形形成过程动动画的制作作与播放。
【数值画面】-【BMP批处理】,弹出BMP批处理对话框。
,将全部dfc文件置为为选中文件件,如图1-33所示。
图1-333
【确认】,弹弹出消息框框,询问是是否删除残残存BMP,单击【否否】,请等等待。
,弹弹出消息框框,单击【确定】。
【动画集集成】-【BMMP合成AVI】,弹弹出选取BMP合成AVI对话话框。
,改目标AVI为:“”,如图1-34所示。
图1-344
*注意:华铸铸CAE后处理现现提供两种种动画合成成机制,【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。
【合成(A)】,制作动画画。
,询询问是否删删除已用过过的BMP文件,单单击【是】。
【播放】按钮,启动华铸自备动画播放程序。
【播播放】按钮钮,播放观观看动画。
【退出】,退退出动画播播放程序。
【退出】,回到华铸CAE后处理主界面。
三、惟妙惟惟肖的铸件件色温动画画制作与播播放
【数值画画面】-【铸件件色温】,弹弹出铸件色色温对话框框。
【浏览】,弹弹出打开文件对对话框,在在目录:“D:\托架架\PROO_0\凝凝固1”下面选择择最后一tem个文件,单单击【打开开】。
,如如图1-35所示。
图1-355
【确认】,显显示图形,如如图1-36所示。
图1-366
【数值画画面】-【BMMP批处理】,弹弹出BMP批处理对话话框。
,选中所所有,设定定上限和下限,如图1-37所示。
图1-377
【确确认】,开开始批处理理,请耐心心等待。
,报告批批处理已结结束,单击击【确定】。
【动动画集成】--【BMP合成AVI】,弹弹出选取BMP合成AVI对话话框。
,改目标AVI为:“”,如图1-38所示。
图1-388
【合成(A)】,制作动画画。
*注意:程序序会自动在在avi文件名后后面加上一一个“w”。
,询问是是否删除已已用过的BMP文件,单单击【是】。
【播放】,启动华铸自备动画播放程序。
【播放】,播播放观看动动画。
【退出】,返返回选取BMP合成AVI对话话框。
【退出】,返回华铸CAE后处理主界面。
。
【报告生生成】,启启动报告自自动生成程程序。
【结论】,输输入模拟分分析结论,单单击【存盘盘】。
【图图像】,选选择前处理理图像以及及缩孔缩松松分布图像像,如图1-39。
图1-399
【附录】,选选择:“计算参数”。
【确定】,生生成自动报报告(WORRD文档)。
*相应的演示示动画见::附带光盘\\铸钢。
第二章纯纯充型流动动计算
本章仍以托托架铸件为为例,对铸铸钢的充型型过程进行行了纯流动动模拟分析析,计算所所需的STL位于:附带带光盘\\铸钢。
本章目标::
*借鉴以前的的剖分任务务
*规划一个铸铸钢件纯流流动计算任任务
*姿态区间在在制作体积积填充动画画时的运用用
。
【工程程库】按钮钮,弹出工工程任务维维护对话框框。
:“”,如图2-1所示。
*注意:打开开一个已有有工程有两两种办法,一一种是通过过工程库,,无论通通过那种方方式打开一一个已有工工程,都是是一样的。
图2-1
【打开当当前工程】按按钮,打开开已有工程程,如图2-2所示。
*注意:打开开一个工程程的前提是是必须这个个工程已经经存在。
图2-2
【前置处处理】,进进入剖分任任务对话框框。
,选择择:“凝固”,如图2-3所示。
图2-3
,进入入STL赋材质属属性对话框框。
,进入入优先级别别选择对话话框。
,进入入网格参数数对话框,改改均匀网格格大小(mm)为:“6”,然后单击击【网格数数】,以查查看当前网网格数,如如图2-4所示。
*注意:一般般说来,由由于流动场场计算相当当费时,故故而用于充充型或者耦耦合计算的的SGN文件网格格数都不宜宜过大,且且必须进行行线接触、点点接触网格格检查。
图2-4
,进入入其他参数数设置对话话框,改剖剖分结果文文件名【SGN】:“充型”,如图2-5所示。
图2-5
【接受】,完完成网格参参数设置。
,询询问是否现现在进行剖剖分,如图图2-6所示。
图2-6
【是】,开始始剖分,请请耐心等待待。
,弹弹出消息框框,对您表表示祝贺,单单击【确定定】,完成成剖分。
,询询问是否现现在显示剖剖分结果,如如图2-7所示。
图2-7
【是】,选择择显示剖分分结果,将将弹出显示示参数对话话框。
【确认认】,显示示图形,如如图2-8所示。
图2-8
,询询问是否需需要旋转剖剖分结果。
【是】,弹出出剖分结果果旋转对话话框,设置置旋转参数数,如图2-9所示。
图2-9
【确定定】,完成成旋转。
,询问是是否需要检检查剖分结结果,单击击【是】,启动动剖分检查查程序。
【缺陷判判断】-【搜索索线接触网网格】,弹弹出消息框框,报告搜搜索到的线线接触网格格数目,如如图2-10所示。
*注意:用于于充型或者者耦合计算算的剖分结结果必须进进行线接触触、点接触触网格检测测,以避免免大量点、线线接触网格格的出现,从从而使得充充型过程得得以顺利进进行。
图2-100
【确定定】,退出出消息框,显显示线接触触(点接触触)网格。
,返返回华铸CAE前处理主主界面。
【确定定】,完成成检查。
【剖分分拍照】,打打开华铸相相机(若图形区区没有显示示,先单击击【显示结结果】)。
,按住不不放,拖到到显示的剖剖分结果图图形上,释释放,弹出出华铸相机/文件保存存对话框。
【保存】,保保存网格剖剖分图像。
【任务规规划】-【退退出】,。
【计算算分析】,进进入华铸CAE系统-计计算分析模模块。
【纯流动】按钮,打开计算任务设置对话框。
,选择择:“充型”;单击文件件夹选择后后面的下拉拉列表,选选择:“充型1”;单击另取取计算参数数后面的下下拉列表,选选择:“凝固”;如图2-11所示。
*注意:一个个计算任务务包括计算算参数和控控制参数,其其中计算参参数包括合合金成分、合合金属性、铸铸型系统各各部分的热热物性以及及界面换热热系数等等等;控制参参数则包括括存盘控制制、计算结结束控制和和显示控制制等等。
图2-111
*注意:单击击【描述】可以以查询当前前SGN信息,包包括网格类类型、网格格数、网格格边长以及及浇注重量量等;单击击【另取】,则则可以导入入其他工程程的SGN文件
,进入入流场参数数设置对话话框。
,进入入其他参数数设置对话话框。
【计算结结束控制】,进进入模拟计计算结束控控制对话框框,选择::“按铸件充充型体积比比结束(96%)”,单击【应应用】,如如图2-12所示。
图2-122
【确定】,回回到其他参参数设置对对话框。
【自动存存盘控制】,弹弹出数据自自动保存参参数设置对对话框,选选择:“按次数”、输入总总存盘次数数:“100”,如图2-13所示。
图2-133
*注意:第一一次计算,很很难把握存存盘参数,选选择按时间间的话,如如果时间间间隔太大,很很多数据不不能够得到到保存,将将导致模拟拟失真,如如果时间间间隔太小,那那么保存行行为就非常常频繁,硬硬盘容量可可能承受不不起。故而而初次模拟拟可通过总总存盘次数数来控制,这这样一来,就就能二者兼兼顾。
【确定】,回回到其他参参数设置对对话框。
【显示示方式控制制】,弹出出显示控制制对话框,选选择:“计算模拟拟数据[存盘时更更新]”,如图2-14所示。
图2-144
【详细细显示参数数设置】,弹弹出显示参参数对话框框,如图2-15所示。
图2-155
【确认认】,返回回显示控制制对话框。
【确认认】,返回回其他参数数设置对话话框,如图图2-16所示。
图2-166
,弹弹出计算任任务总结对对话框,如如图2-17所示。
图2-177
,单单击【接受受任务】,弹弹出自动导导航消息框框,询问是是否现在开开始计算,单单击【是】,开始始计算。
*注意:本计计算在P4-(512M内存)下下面需要大大概35分钟,请请耐心等待待。
,弹弹出消息框框,如图2-18所示。
图2-188
【确定定】。
【新建建】-【退出出】,。
一、姿态区区间在体积积填充动画画制作中的的运用
【后置处处理】,进进入IntteCASST-华铸CAE可视化后后处理系统统。
【数值画画面】-【体体积填充】,弹弹出体积填填充对话框框。
【浏览】,在在目录:“D:\托架\PRO__0\充型型1”下面选择择第一个fld文件,单单击【打开开】,设置置各项图形形参数,如如图2-19所示。
图2-199
【确认】,显显示图形,如如图2-20所示。
图2-200
【数值画画面】-【BMP批处理】,弹弹出BMP批处理对话话框,单击击全选按钮钮,选中所所有文件,如如图2-21所示。
图2-211
【姿态区区间】,进进入姿态区区间对话框框,设置动动画首帧、末末帧的图形形参数,如如图2-22所示。
图2-222
【确认】,返返回BMP批处理对话话框。
【确认】,开开始批处理理,请耐心心等待。
,单单击【确定定】,结束束批处理。
【动画画集成】--【BMP合成AVI】,进进入选取BMP合成AVI对话话框。
,选中中所有bmp文件,改改目标AVI为:“”,如图2-23所示。
图2-233
【合成(A)】,制作动画画。
,询问是是否删除已已用过的bmp文件,单单击【是】。
【播放】,启启动华铸自自备动画播播放程序。
【播放】按钮,播放观看动画。
【退出出】,回到到选取BMP合成AVI对话话框。
【退出出】,回到到华