Реферат на тему Реферат по программе Pro Cast

Содержание:

Введение 3
1. Состав и функционал программы ProCast 4
2. Использование Procast для моделирования процессов при производстве двигателей 10
Заключение 15
Список использованной литературы 17

Введение:

При производстве двигатели внутреннего сгорания одним из наиболее важных этапов обеспечения прочности конченых агрегатов является эффективный выпуск металлических деталей и корпуса в процессе литейного производства. Бурное развитие компьютерной техники и применение математического моделирования в литейной промышленности привели к появлению большого числа программ, посредством которых более или менее успешно решаются задачи, с которыми литейщики сталкиваются в повседневной практике. Сегодня в мире насчитывается более десяти систем автоматизированного моделирования литейных процессов (САМ ЛП). Специалистам хорошо известна программа ProCast, в рамках который возможно моделирование всего цикла литейного производства деталей ДВС.
ProCAST является продвинутым и полным инструментом моделирования литейных процессов и разработки технологий, так как данный программный продукт в течение 20 лет разрабатывался и тестировался на реальных производственных процессах с помощью предприятий и академических организаций – пользователей.
ProCAST состоит из постоянно дополняемого набора модулей и инструментов, призванных решать наиболее сложные производственные задачи. Данное решение, основанное на методе конечных элементов, способно точно прогнозировать и моделировать деформации, остаточные напряжения. Также ProCAST эффективно работает и с более специфическими процессами, такими как пластичное моделирование, изготовление на пескодувной машине, центробежное литье, литье по газифицируемым моделям, непрерывное литье.
Целью данной работы является изучение особенностей использования программы ProCast для расчета деталей двигателей.

Заключение:

Таким образом, можно говорить о том, что ProCAST – это профессиональное решение для компьютерного моделирования всех литейных процессов, встречающихся как на отечественных, так и на зарубежных производственных площадках. Система базируется на методе конечных элементов, что обеспечивает высокую точность описание геометрии отливки и формы расчетной модели, учет большинства процессов теплового, кристаллизационного, металлургического, напряжено-деформированного характера. К виды моделируемых в ProCast технологий относится литье в песчаные формы, литье в кокиль, литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям, литье под высоким давлением, литье под регулируемым давлением (включая литье под низким давлением, с противодавлением и вакуумным всасыванием), литье по газифицируемым моделям, центробежное литье, непрерывное и полунепрерывное литье, а также тиксолитье (литье металла в твердожидком состоянии).
В сфере проектирования двигателей программный комплекс ProCAST позволяет решать практически любые технологические задачи, связанные с литьем металлов. ProCAST позволяет моделировать любую литейную технологию:
• любая гравитационная заливка (литье в кокиль, в ПГС и ХТС, по выплавляемым моделям и т.д.);
• литье под регулируемым давлением (литье под высоким давлением,
• литье под низким давлением, литье с противодавлением, литье вакуумным всасыванием и т.д.);
• центробежное литье;
• непрерывное литье;
• литье по газифицируемой модели.
Программа ProCAST также имеет отличный встроенный генератор 2D и 3D сеток, позволяющий получить максимально корректную расчетную сетку за минимальное время.
В состав ProCast входит встроенный химический калькулятор, благодаря которому можно получить все необходимые тепло-физические свойства любого сплава прямо в программе.
Программа ProCAST позволяет определить:
• распределение тепловых полей в отливке и форме;
• оценить уровень возникающих напряжений в отливке и металлической оснастке
• позволяет расчитывать цикличные нагрузки (например, при литье под давлением).
Можно сделать вывод о том, что ProCAST отвечает большинству задач машиностроительного производства. Основанный на проверенной технологии конечных элементов, ProCAST представляет законченное решение, охватывающее широкий спектр процессов литья металлов и сплавов.

Фрагмент текста работы:

1. Состав и функционал программы ProCast
ProCAST представляет собой профессиональную систему компьютерного 3D-моделирования литейных процессов методом конечных элементов. Оригинальным разработчиком этого программного продукта является UES Inc. (США), ряд модулей разработан швейцарской фирмой Calcom SA. В 2003 году обе фирмы вошли в состав группы компаний ESI Group (Engineering Systems International), а программный комплекс ProCAST стал частью семейства PAM-систем 1 для инженерного анализа.
Система работает под ОС UNIX, MS Windows и позволяет моделировать практически все варианты литейных технологий, включая свободное литье в формы, литье под низким и высоким давлением, литье по выплавляемым моделям и т.д. Геометрия отливок может быть самой сложной.
Разработчики избрали нестандартный путь построения системы: составляющие ее модули-решатели соответствуют не конкретным литейным технологиям, а физическим процессам, которые в различных сочетаниях реализуются этими технологиями. Используя наглядный и интуитивно понятный интерфейс, пользователь формирует расчетную модель, а необходимые решатели подключаются в процессе решения (какие именно — зависит от набора параметров).

Рисунок 1. Главное окно ПО ProCAST
Модули для подготовки расчета в ProCAST :
1) VisualCAST. Программная оболочка VisualCAST отвечает за настройку всех параметров технологического процесса: материалов, граничных и начальных условий и параметров моделирования. Интегрированная среда Visual позволяет быстро переключиться между основными режимами программы: VisualMESH, VisualCAST и VisualViewer; при этом работа осуществляется в одном окне и с одной моделью, нет необходимости загружать каждый раз сохраненный проект при открытии нового модуля.
2) VisualMESH. Модуль предназначен для подготовки расчетной сетки по заранее подготовленной в CAD-системе геометрии отливки, формы, холодильников и пр. Генерация сетки происходит в автоматическом режиме, также VisualMesh содержит множество инструментов для ручной корректировки геометрии и оптимизации созданной сетки. Функция построения модели оболочки по импортированной геометрии куста отливок значительно упрощает работу по моделированию литья по выплавляемым моделям.
3) VisualViewer. Обеспечивает просмотр результатов расчета после окончания моделирования или на текущем этапе расчета. Доступны следующие расчетные результаты :
• Температура в отливке и форме;
• Скорость потока;
• Векторное отображение течения потока;
• Гидростатическое давление металла;
• Эвакуация воздуха из формы;
• Трассировка неметаллических частиц в сплаве;
• Количества твердой фазы;
• Распределение усадочной пористости.
Просмотр результатов возможен по поверхности геометрии, по сечению или в объеме отливки. Также доступно построение графика изменения любого расчетного параметра от времени в интересующих точках геометрии.
Основные расчетные модули в ProCAST :
1) ProCAST Flow solver позволяет проводить моделирование заполнения формы сплавом. Расчет гидродинамики в ProCAST описывается полным уравнением Навье-Стокса и может проводиться совместно с анализом кристаллизации (важно при доливке металла в большие формы когда часть металла уже начала затвердевать) и напряжений (важно при ранней кристаллизации сплава в форме для получения более точных результатов моделирования, учета горячих трещин). Гидродинамический решатель учитывает вязкость сплава в зависимости от его температуры. Параметр вязкости сплава также можно рассчитать в термодинамической базе данных ProCAST.
Также доступен газовый режим при заполнении формы, при котором учитывается давление газов, их удаление из формы и влияние на общую картину гидродинамики. При этом для песчано-глинистых форм задается газопроницаемость формовочной смеси, для металлических форм – определяются положение и параметры газоотводящих каналов в форме (параметрическое определение в граничных условиях процесса).
2) ProCAST Stress solver осуществляет расчет напряженно-деформированного состояния отливки и металлической оснастки. Учитываются напряжения, полученные при неравномерном охлаждении различных частей отливки (термические напряжения), а также при контактном взаимодействии отливки и формы (механические напряжения).
Благодаря передовому методу конечных элементов и алгоритму решателя, при расчете напряжено-деформированного состояния отливки происходит изменение геометрии расчетной сетки (перестройка сетки, изменение координат ее узлов) в зависимости от усадки сплава, полученных напряжений и учета жесткости формы. В результате, можно оценить реальные коробления отливки, определить воздушный зазор между отливкой и формой, учесть его тепловое сопротивление, определить взаимное влияние отливки и формы.
3) ProCAST Thermal solver – модуль для расчета тепловой задачи, включающий процессы кристаллизации и образования усадочных дефектов (усадочных раковин и макропористости). Моделирование кристаллизации можно проводить при различных условиях: гравитационной заливке, дополнительной подпитки при литье под низким и высоком давлении.
Также доступно применение специальных условий при охлаждении отливки в форме: экзотермические оболочки, теплоизолирующие покрытия, внутренние и внешние холодильники, охлаждающие/нагревающие каналы в форме .
Вычислительные ресурсы ProCAST такжеопределяются решателями, реализующими самые передовые расчетные программные средства :
• Radiation Module — модуль расчета теплоизлучения в процессе кристаллизации отливки.
• ProCAST Flow Solver — модуль, рассчитывающий течение потока расплава и анализирующий заполнение формы.
• Lost Foam option — опция к Flow Solver, предназначенная для расчета процесса литья по выжигаемым моделям.
• Tixocasting option — опция к Flow Solver для расчета литья тиксоматериалов.
• Centrifugal option — опция для расчета центробежного литья.
• Core Blowing option — опция, обеспечивающая расчет изготовления песчаных стержней.
• Grain Structure Module (CAFE) — модуль стохастического прогнозирования качества процесса кристаллизации отливки, а также моделирования эволюции зерен и их роста в структуре расплава при затвердевании.
• Microstructure Module — расчет фазовых состояний микроструктуры для сплавов.
• Inverse Module — модуль обратного моделирования для уточнения граничных условий процесса по полученным экспериментальным замерам.
• Porosity Module — расчет макро- и микропористости в получаемой отливке.
Все модули моделируют реальную физику соответствующих процессов (теплопроводность, потоки, напряжения и т.д.) и, следовательно, применимы к любому типу технологических процессов литья, где должны учитываться эти физические явления . Модульного деления по виду применяемых материалов нет. Благодаря этому, например, один и тот же модуль течения Fluids Module может успешно применяться для чугуна, стали, алюминия и т.д. — причем система по умолчанию учитывает специфику расчета выбранного материала.
ProCAST представляет законченное решение, охватывающее широкий спектр литья металлов и сплавов. Большая часть сталей, чугунов, сплавов Al, Co, Cu, Mg, Ni, Ti и Zn представлена в соответствующих базах данных системы, открытых для пополнения и обновления. Интуитивно понятный интерфейс позволяет автоматически рассчитать свойства сплава, просто задавая его состав.