ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
80
выемки ее из формы. При заполнении формы визуализируются полости
и раковины, образуемые как за счет нехватки материала, так и скопления газа
или неравномерного охлаждения. На результирующей отливке могут быть
получены и визуализированы микроструктура, пористость и распределение
температур. По результатам расчета могут быть получены оптимальные
расположения газоотвода, холодильника, литьевых каналов.
Программа
ProCAST построена по модульной схеме и включает
следующие модули: тепловой анализ; анализ потоков; сеточный генератор;
радиационный анализ; прочностной анализ; моделирование микроструктур;
модуль инверсионного моделирования; электромагнитный анализ.
Модуль
теплового анализа
предоставляет пользователю возможность
проводить анализ теплопроводности с учетом фазового перехода. ProCAST
проводит три типа анализа: теплопроводность, конвективный теплообмен и
радиация. Дополнительно учитываются как диссипация энергии или
внутренний нагрев, так и сплавление, кристаллизация расплава, что позволяет
избежать сложностей, связанных с моделированием фазового перехода.
Свойства большинства промышленных материалов (теплопроводность,
удельная теплоемкость и вязкость) занесены в библиотеку, но пользователь
может задавать и свои значения как константы или как функцию температуры.
При решении задачи заполнения формы (
анализ потоков
) проводится
численное интегрирование полной системы уравнений Навье-Стокса
в трехмерной постановке. Для моделирования свободной поверхности решается
задача об объеме жидкости в конечно-элементной постановке. По желанию
пользователь может учесть естественную конвекцию и движение потоков,
вызванное усадкой материала при отвердевании. Модуль может использоваться
для моделирования различных типов заполнения формы, в том числе
и высокоскоростного течения при литье под высоким давлением. В модуле
реализованы следующие модели: турбулентное течение, сжимаемые жидкости
и газы, неньютоновские течения (воскообразные материалы, порошковые
металлы). В расчете процессов непрерывного литья учитываются уловленные
газы и отвод газов через отдушины. Также возможно моделирование
нагнетания газа над поверхностью жидкости для создания избыточного
давления и заполнения материалом пустот. Вращающаяся система координат
позволяет моделировать литье расплава из ковша в форму и центробежное
литье. Центробежное литье может реализовываться и заданием оси вращения и
угловой скорости как функции времени.
