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文檔簡介
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
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D:\深OO
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固
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凝C
二1OI
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