華鑄CAE培訓手冊

華鑄CAE/1nteCast集成系統8.0

實例教程

華中科技大學華嘴軟件

—1—

刖B

華鑄CAE一鑄造工藝分析軟件集成系統是目前國內最著名的凝固模擬分析系

統，是分析與優化鑄件鑄造工藝的重要工具。但是由于鑄造工程技術人員的計算

機應用水平相對比較低，而華鑄CAE又是一個高技術含量的軟件產品，其對用戶

的要求應該說是比較高的。只有通曉鑄造工藝技術，并熟練應用本軟件，才能盡

可能的發揮數值模擬軟件的巨大作用。

本教程作為培訓使用的實例教程與系統的使用手冊相配合，為初學者提供全

面的幫助。教程以圖文并茂的方式，由淺入深，由簡入繁，以實例的方式介紹了

華鑄CAE8.0版本的使用。先從最簡單、最形象的，也是鑄造數值模擬的基礎：純

凝固模擬入手，然后是充型模擬、耦合模擬與耦凝模擬。本文所選精選的實例有

如下兩個特點，一是它們都為真實的鑄件及工藝，直接使用現成的STL文件，節

約了三維造型的時間；二是網格數通常比較少，以保證模擬計算能夠在幾分鐘到

幾個小時內能夠算完，使用戶/讀者的精力集中到華鑄CAE的學習上。

通過本教程，能夠使用戶關于華鑄CAE有較深入的懂得。在練習的過程中，

使得用戶逐步的體會數值模擬的巨大魅力，為深入應用打下良好基礎。

與本書配套的光盤1份，內有有關數據及實例。

華中科技大學華鑄軟件

2004年7月

目錄

第一章純凝固傳熱計算

1.1新建一個工程----------------------------------------------4

1.2STL預覽----------------------------------------------------5

1.3前置處理---------------------------------------------------6

1.4計算分析---------------------------------------------------11

1.5后置處理---------------------------------------------------16

1.6報告生成---------------------------------------------------21

第二章純充型流淌計算

2.1打開一個工程----------------------------------------------23

2.2前置處理--------------------------------------------------24

2.3計算分析--------------------------------------------------27

2.4后置處理--------------------------------------------------31

2.5報告生成--------------------------------------------------34

第三章流淌與傳熱耦合計算

3.1打開一個工程----------------------------------------------35

3.2計算分析--------------------------------------------------35

3.3后置處理--------------------------------------------------39

3.4報告生成---------------------------------------------------41

第四章基于耦合的凝固計算

4.1打開一個工程----------------------------------------------43

4.2計算分析--------------------------------------------------43

4.3后置處理--------------------------------------------------47

4.4報告生成--------------------------------------------------52

第一章純凝固傳熱計算

本章以托架鑄件為例，對鑄鋼件進行了純凝固模擬分析，分析所需STL文件

位于：附帶光盤'華鑄CAE8.0培訓手冊'鑄鋼。

本章目標：

?熟悉華鑄CAE鑄鋼重力完全版的模擬分析流程

?規劃一個鑄鋼件純凝固計算

?BMP存盤

?縮孔形成動畫的制作播放

?鑄件色溫動畫的制作播放

華鑄CAE鑄造工藝分析系統軟件鑄鋼重力完全版的主界面，如下圖1—1所示。

圖1一1

1.1新建一個工程

1.啟動華鑄CAE8.0主控平臺，如圖1—1所示。

2.單擊工具欄上【新建工程工彈出新工程對話框。

3.在新工程對話框內依次輸入：單位、操作人、鑄件名、工藝號與材質；單擊硬

盤選擇后面的下拉列表選擇：“D”，如圖1—2所示。

注意:華鑄CAE8.0把一個鑄件的一個工藝的模擬分析任務定義為一個工程，不

一致的鑄件當然對應不一致的工程，就是同一鑄件不一致工藝也要定義為不一致

的工程。新建一個工程或者者打開一個已有工程后，隨后的STL預覽、前置處理、

計算分析與后置處理、報告生成都應在工程下進行。

斯工程兇

參考已有工程

鑄

C

A硬盤選擇叵一三]資源管理器I

E

、當前硬盤剩余空間[M][7031

一

N工作路徑|D：l托架\PRO_0

T

E工程命名|托架.PRO_O.TSK

C

A材質葉B自動保存當前工程人工程庫

S

日期|2004年6月29日幫助|取消||確認|

圖1—2

4.單擊鑄件名后面的【描述…】，輸入當前鑄件描述，如圖1—3所示。

請輸入X

請輸入當前綣件描述：

一箱兩件I

\工瞰式柜T取消一確認

圖1一3

5.單擊【確認】。

6.單擊【確認工完成新建工程。

令注意:用戶輸入的當前鑄件描述與當前工藝描述，應盡可能的準確翔實，以便

將來自己或者者他人查詢。

1.2STL預覽

1.單擊工具欄【STL預覽工啟動程序：“無標題一QipStI”。

2.單擊【文件】一【STL裝配工打開STL裝配對■話框。

3.在選擇STL文件框內找到路徑：附帶光盤'華鑄CAE8.0培訓手冊、鑄鋼，單擊

鑄鋼文件夾，在中間列表框內能夠看到五個stl文件，如圖1—4所示。

圖1—4

4.雙擊除了mokkstl外的所有stl文件，然后單擊【確定】，如圖1—5所示。

圖1-5

5.確認無誤，單擊【文件】一【退出工返回華鑄CAE8.0主控平臺。

令注意:在裝配時，通常小選擇鑄型參與裝配，是為了更好的有看當前鑄件及其

工藝。

1.3前置處理

1.單擊【前置處理］進入華鑄CAE前處理系統R8.0［完全版］。

2.單擊工具欄【新建工彈出剖分任務時話框。

3.單擊下一步按鈕>>>,彈出STL賦材質屬性對話框，雙擊路徑：“附帶光盤'

華鑄CAE8.0培訓手冊”下的鑄鋼文件夾，所有STL文件會出現在文件選擇框內，

選中cast.stL然后左鍵雙擊選擇材質類別里面的鑄件，對core.stl與mold.stl做相

似處理：選中gating.stl,再選中對話框右面的直澆道/升液管，單山<—Lriser.sti

做類似處理。完成賦值后如圖1—6所示。

STUB材質夙性

I當前路徑|E蟀鑄CAE8.0培訓手開選擇材質類別

鑄

件

「澆注入口1

氣

路徑選擇文件選擇空

型

鑄「澆注入口2

子

芯「澆注人口3

鐵

冷

留

保「澆注入口4

套

冒

口「澆注入口5

四

特

殊I

，直澆遒，升液管

棚

特

殊2

保

留「橫澆道

cast.stl—>鑄件「內澆口

core.sll—>芯子日cm口

gating.stl->直澆道/升液管［鑄件］

mold.stl—>鑄型「冒口頸

riser.stl—>冒口［鑄件

圖1—6

4.單擊下一步按鈕>>〉，進入優先級別選擇對話框，在材質列表框內依次單擊:

鑄件一芯子一鑄型，如圖1—7所示。

優先級別選擇兇

材質列表優先級

鑄

a件

C擊

需l

A子

冷

E鐵

保

/留

口

一

N翦

T留

E

C幫助

A

4

S2J

T?<?>

圖1一7

5.單擊下一步按鈕>>>,進入網格參數對話框，輸入均勻網格大小(mm):“5”，

單擊后面的【網格數】按鈕，以查看當前網格數，如圖1—8所示。

圖1一8

6.單擊【確定工

7.單擊下一步》),進入其他參數設置對話框，輸入剖分結果文件名：“凝固”

,如圖1—9所示。

xj

縮尺參數剖分結果文件名[SGN]

M

縮尺比例[0-1][0[Hl

A

鑄型4英殼自動生長參數

E粒子/雜，氣泡參數…

r鑄型生長廠模殼生長

、

一生長厚度向刑5

NI過濾網參數.

T

E生長方向G不力rg力「培力

C廿遠原點生長「近原點生長另存當前剖分任務…|

A

S

TF?當前STL文件自動存檔幫助|放棄||接受

圖1一9

8.單擊【同意】按鈕。

9.彈出自動導航對話框，詢問是否現在進行剖分，如圖1一10所示。

圖1-10

10.單擊【是工開始剖分，請耐心等待。

11.剖分結束，彈出消息框，對您表示祝賀，單擊【確定】。

12.彈出自動導航對話框，詢問是否現在顯示剖分結果，如圖1—11所示。

圖1一11

13.單擊【是工彈出顯示參數對話框。

14.單擊【確認工顯示剖分結果，如圖1—12所示。

圖1-12

15.同時彈出自動導航龍話框，詢問是否需要旋轉剖分結果，如圖1—13所示。

圖1—13

。他就?重力鑄造的宜澆道應豎直向上，假如剖分結果顯示與之不符，就要對之

進行相應的旋轉。在本例中，圖1—12剖分結果顯示卻是水平向右，故需要對

之進行旋轉。

16.單擊【是工進入剖分結果旋轉對話框，依次選擇：“X軸”、“逆時針”、“90

度”，如圖1-14所示。

剖分結果旃轉X

鑄-剖分結果-------

C文件名[SGN]aCAS!APRO_0\Tem.sgn瀏覽|

A

E旋轉軸選擇

/

N一6X軸「丫軸「Z軸

T

E旋轉方向選擇

C

A6逆時針「順時針

S

T

旋轉角度選擇

c90度「180度

圖1一14

17.單擊【確定工完成旋轉。

18.彈出自動導航對話框，詢問是否需要檢查剖分結果，單擊【是工啟動剖分檢

查程序，如圖1—15所示。

圖1-15

19.單擊【缺陷推斷】一【搜索線接觸網格工對鑄件進行線接觸網格搜索，彈出

消息框，如圖1-16所示。

圖1—16

20.單擊【確定】，退出剖分檢查程序，回到華鑄CAE前置處理主界面.，

21.單擊【確定】。

22.再次單擊工具欄上【顯示操縱】按鈕，彈出顯示參數對話框，選擇："裝配【無

鑄型】"，如圖1一17所示。

顯示參政

剖分結果----------------------------1［顯示對象

文件名［SGN］|DA汽輪機上半毛坯1PR瀏覽|SGN,g［廠全裝配口裝配」無鑄型［

角度［度）顯示比例

Z軸k小哪「,,系統自動確定比例

。澆注入口I「澆注人口2

。澆注人口3「澆注人口4

x向甌j丫向西人工確定比例：甌=

。澆注人口5

模數計厘二—方式

。百澆消/升液管

外形矯正系數IU-U.33Jp-軟瞬［查詢］⑥抽殼r實心

。橫澆道「內澆口

幫助|取消||確認一「冒口「置口頸

圖1一17

23.單擊【確認】，顯示圖形，如圖1一18所示。

圖I—18

24.確認無誤，單擊【例分拍照】，打開華鑄相機。

25.單擊華鑄相機0,按住不放，拖到顯示的圖形（圖2—18）上，釋放，彈出華

鑄相機/文件儲存對話框。

26.單擊【儲存】，儲存網格剖分圖像。

?注意:假如在三維造型的時候走捷徑，使用重疊/覆蓋的方式，比如說：在鑄

件的基礎上畫冒口，或者者在鑄件的基礎上畫冷飲，而不是單獨造型，那么在

前處理優先級別選擇的時候就要特別注意，剖分完成后要用顯示操縱認真檢

查，以確認系統中各類材質是否一一對應。

27.單擊【任務規劃】一【退出】，回到華鑄CAE8.0主控平臺。

1.4計算分析

1.單擊【計算分析】，進入華鑄CAE系統一計算分析R8.0［鑄鋼/重力/完全版］。

2.單擊【純凝固】，進入計算任務設置對話框。

3.單擊選擇SGN后面的下拉列表，選擇：“凝固”；單擊文件夾選擇后面的下拉

列表，選擇“凝固1”；單擊金屬大類選擇后面的下拉列表，選擇：“鑄鋼”，如

圖1—19所示。

計算任務設百

借鑒舊任務|「三］描述|另取|

鑄3選擇SGN］［g畫

C

AI文件夾選擇|

E

/|另取計算參數|

N一金屬大類選擇

T

E合金名稱選擇

C

A合金屬性瀏覽極置…

S

鑄件描述.“I工藝雌?.」幫助?>

圖L19

4.單擊【合金屬性瀏覽/設置工彈出合金屬性設置對話框，依次輸入：碳、硅、

鐳、硫與磷的含量，單擊【應用】，如圖1—2。所示。

圖1-20

5.單擊【物性參數】按鈕，換到合金的熱物性設置界面，單擊【液相線.C，】，彈

出消息框，如圖1-21所示。

注意：推薦值僅適應于普通合金，低合金!！兇

指凝固區的起始溫度,推薦值為1509c是否采用?

I匚是隹二］I否⑻|

圖1一21

6.單擊【是工使用推薦液相線。

7.單擊【固相線.（7】，彈出消息框，詢問是否使用推薦固相線，如圖所示。

圖1-22

8.單擊【是】，使用推薦固相線。

令注意:自動填寫液固相線時，華鑄CAE根據當前合金的要緊元素含量，根據

相圖自動填寫固、液相線溫度（僅限于符合相圖的合金），當然用戶也可手工

填入。關于高合金（特種合金）只能用戶手工填入。

9.輸入相變收縮：0.04,液態收縮率/度：0.0001,單擊【應用】,如圖1一23所示。

圖1一23

10.單擊【確定工

II.單擊下一步按鈕>?，進入物性參數設置對話框，輸入鑄件的初始溫度:

“1550”,單擊【應用】，如圖1一24所示。

?法意.?修改合金成分、熱物性與后面的界面系數以后，務必應用，更換才能生

效。

X

M

材料大類選擇

A

I其他3

E

具體材料選擇

、I3

材料說明

應用

圖1-24

12.單擊選擇欲設置的材料后面的下拉列表，選擇：“鑄型”，然后單擊具體材料選

擇下面的下拉列表，選擇：“鑄型［濕砂］,單擊【應用，

13.依此類推，設置芯子為：“芯子（樹脂砂，鋼

14.單擊下一步按鈕?>,進入界面參數設置對話框。

15.單擊下一步按鈕?>,進入其他參數設置對話框。

16.單擊【重力補縮計算工進入重力補縮設置為話框。

17.選擇重力補縮功能，輸入大致澆注時間：“2”⑸，如圖1-25所示。

18.單擊【確認工回到其他參數設置對話框。

19.單擊【計算結束操縱］，進入模擬計算結束操縱對話框，選擇：“按鑄件冷卻溫

度結束（1400）”，單擊【應用工如圖1-26所示。

20.單擊【確認】，回到其他參數設置對話框。

圖1-25

按計苴結束控制兇

凝固計算I

華

鑄

CC按鑄件凝固時間結束

A

EG按鑄件苻和溫度結束

I

N

Tr按熔件凝固比例結束

E

Cr按計算機運行時間結束

A

S

T廠計算結束時自動關閉主機不合顯示器電源）

|確定|取消|應用⑷|

圖1-26

令法意.?第一次計算，往往使用按鑄件的冷卻溫度結束，由于你并不明白該鑄件

的具體凝固時間。

21.單擊【自動存盤操縱】，進入數據自動儲存參數設置對話框，選擇：“按時間”,

輸入存盤間隔：“5"，單擊【應用工如圖1-27所示。

令注意:假如選擇按時間存盤，當然是存盤間隔越小越好，但是由于硬盤空間與

最大存盤次數的限制，存盤間隔也不能無限制的小，只有定為一個合理的值,

才能在現有硬件條件下得出滿意的結果。

數露自動保存參數設置

凝固計篁存盤|

「自動存盤方式選擇-----------------------------------------

G按時間r按決&r按比例r多階段c不存盤

一按時間--------------級段存盤---------------

存盤間隔目階段時閆&)閆隔&)

No.1|5|0

「按次數-------------

No,21

總存盤次數：

FHo.3|5|0

「按比例-------------No.4丁

存盤百分比：FHo.5|5Io

廠存盤時檢查硬盤空間廠硬盤不夢時停止計篁

硬駕空間查詢|最大存靠次數|幫助

■定取消酶⑧

圖1-27

22.單擊【確定】，回到其他參數設置對話框，如圖1-28所示。

現狀描述

待重加留計算…

C1.重力補縮：已啟動

A計算結束控制...

E2.結束控制：按冷卻溫度=1400.0(?

、自動存盤控制…

N一3.存盤控制：凝固，按時間=5.0000s

T顯示方式控制…

E4.顯示控制：圖形-靜態畫面

C

A

S幫助

T?<I>?I

圖1-28

23.單擊下一步按鈕>>>,進入計算任務總結對?話框，如圖1-29所示。

討算任務描述

鑄

1.計異方式:純凝固文件夾:凝固

C6.1

A2.性質:舊任務，曾計算過7.開始文件:凝固100000

T3.SGN：凝固8.結束:按冷卻溫度=1400.0(?

N一4.金屬大類:銹鋼9.存盤:凝固.按時間=5.0000s

T5仝.

E?r-i3tL.10.顯示:圖形-靜態畫面

C

A當前討草參數人計驛參數庫當前計算任務入計舁任務庫…|

r設當前計算參數為系統默認底項放棄《<|接受任務

圖1-29

24.單擊【當前計算參數入計算參數庫…】，彈出對話相，輸入：“凝固”，單擊【確

認】。

25.確認無誤，單擊【同意任務，

26.彈出自動導航消息框，詢問是否現在進行計算，單擊【是工開始計算，請耐

心等待，計算界面如圖1一30所示。

圖1-30

36計算結束，彈出消息框，單擊【確定】。

37.單擊菜單【新建】一【退出】，回到華鑄CAE8.0主控平臺。

注意:本例在P4—2.8G（512M內存）下面只需計算2分鐘。

1.5后置處理

一、查看重力縮孔縮松與BMP存盤

1.單擊【后置處理】，進入InteCAST—華鑄CAE可視化后處理系統，我們能夠看

到工具欄下面的工程框條，如圖1—31所示。

令注意:工程框條是華鑄CAE后處理模塊應對華鑄CAE8.0工程管理的思想開

發的，同時，華鑄CAE后處理模塊向上兼容，原先的圖形處理方式仍然有效。

圖1—31

2.單擊工程后面的下拉列表?選擇；“托架_PRO_0.TSK”。

3.單擊模擬后面的下拉列表。選擇：“凝固1”。

4.連續單擊工程框條上面最后一個按鈕，直至其變為【縮孔縮松】。

5.單擊數據后面的下拉列表?選擇顯示最后一個dfc文件，如圖1-32所示。

圖1-32

6.單擊【數值畫面】一【BMP存盤】，彈出BMP存盤對話框。

7.單擊【確認工完成儲存。

二、縮孔形成過程動畫的制作與播放。

1.單擊菜單欄【數值畫面】一【BMP批處理】，彈出BMP批處理對話框。

2.單擊全選按鈕「5不，將全部dfc文件置為選中文件，如圖1—33所示。

BMP微處理2<J

表達類型2縮孔形成4數據類型畫姿態區間|

；G&C1缸體數據路徑。：既架\PRO_源固1磁盤容量|

;國。輪轂

回㈡汽輪機上半毛坯BMPggg|D：既架FR0JW固"bmp廠序號|

iEO曲軸

日㈡牘取消ia|幫助畫確認西|

a2JPRO_O

Q懶1

n凝固1「型腔輪廓7立方棱邊上限[5下限畫一

㈡耦合1

DFC文件列表選中文件廠排序

面■

幅

架z

吃

般固

EO周紅元濡UUfd

、

二

luuuuu.dtcU：t固

架打檄

做F

口鑄件凝OOb

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100001.dfcD：固

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