华铸CAE培训手册

华铸CAE/InteCast集成系统8.0实例教程华中科技大学华铸软件2前言华铸CAE－铸造工艺分析软件集成系统是目前国内最著名的凝固模拟分析系统，是分析和优化铸件铸造工艺的重要工具。但是由于铸造工程技术人员的计算机应用水平相对比较低，而华铸CAE又是一个高技术含量的软件产品，其对用户的要求应该说是比较高的。只有通晓铸造工艺技术，并熟练应用本软件，才能尽可能的发挥数值模拟软件的巨大作用。本教程作为培训使用的实例教程与系统的使用手册相配合，为初学者提供全面的帮助。教程以图文并茂的方式，由浅入深，由简入繁，以实例的方式介绍了华铸CAE8.0版本的使用。先从最简单、最形象的，也是铸造数值模拟的基础：纯凝固模拟入手，然后是充型模拟、耦合模拟以及耦凝模拟。本文所选精选的实例有如下两个特点，一是它们都为真实的铸件及工艺，直接采用现成的STL文件，节省了三维造型的时间；二是网格数一般比较少，以保证模拟计算能够在几分钟到几个小时内能够算完，使用户/读者的精力集中到华铸CAE的学习上。通过本教程，可以使用户对于华铸CAE有较深入的理解。在练习的过程中，使得用户逐渐的体会数值模拟的巨大魅力，为深入应用打下良好基础。与本书配套的光盘1份，内有相关数据及实例。华中科技大学华铸软件2004年7月3目录第一章纯凝固传热计算1.1新建一个工程----------------------------------------------41.2STL预览---------------------------------------------------51.3前置处理--------------------------------------------------61.4计算分析--------------------------------------------------111.5后置处理--------------------------------------------------161.6报告生成--------------------------------------------------21第二章纯充型流动计算2.1打开一个工程----------------------------------------------232.2前置处理--------------------------------------------------242.3计算分析--------------------------------------------------272.4后置处理--------------------------------------------------312.5报告生成--------------------------------------------------34第三章流动与传热耦合计算3.1打开一个工程----------------------------------------------353.2计算分析--------------------------------------------------353.3后置处理--------------------------------------------------393.4报告生成--------------------------------------------------41第四章基于耦合的凝固计算4.1打开一个工程----------------------------------------------434.2计算分析--------------------------------------------------434.3后置处理--------------------------------------------------474.4报告生成--------------------------------------------------524第一章纯凝固传热计算本章以托架铸件为例，对铸钢件进行了纯凝固模拟分析，分析所需STL文件位于：附带光盘\华铸CAE8.0培训手册\铸钢。本章目标：熟悉华铸CAE铸钢重力完全版的模拟分析流程规划一个铸钢件纯凝固计算BMP存盘缩孔形成动画的制作播放铸件色温动画的制作播放华铸CAE铸造工艺分析系统软件铸钢重力完全版的主界面，如下图1－1所示。图1－11.1新建一个工程1．启动华铸CAE8.0主控平台，如图1－1所示。2．单击工具栏上【新建工程】，弹出新工程对话框。3．在在新新工工程程对对话话框框内内依依次次输输入入：：单单位位、、操操作作人人、、铸铸件件名名、、工工艺艺号号和和材材质质；；单单击击硬硬盘盘选选择择后后面面的的下下拉拉列列表表：：选选择择：：““DD””，，如如图图11－－22所所示示。。注注意意：：华华铸铸CCAAEE88..00把把一一个个铸铸件件的的一一个个工工艺艺的的模模拟拟分分析析任任务务定定义义为为一一个个工工程程，，不不5同同的的铸铸件件当当然然对对应应不不同同的的工工程程，，就就是是同同一一铸铸件件不不同同工工艺艺也也要要定定义义为为不不同同的的工工程程。。新新建建一一个个工工程程或或者者打打开开一一个个已已有有工工程程后后，，随随后后的的SSTTLL预预览览、、前前置置处处理理、、计计算算分分析析以以及及后后置置处处理理、、报报告告生生成成都都应应在在工工程程下下进进行行。。图1－24．单击铸件名后面的【描述…】,输入当前铸件描述，如图1－3所示。图1－35．单击【确认】。6．单击【确认】，完成新建工程。注意：用户输入的当前铸件描述和当前工艺描述，应尽可能的准确翔实，以便将来自己或者他人查询。1.2STL预览1.单击工具栏【STL预览】，启动程序：“无标题－ClipStl”。2.单击【文件】－【STL装配】，打开STL装配对话框。3.在选择STL文件框内找到路径：附带光盘\华铸CAE8.0培训手册\铸钢，单击铸钢文件夹，在中间列表框内可以看到五个stl文件，如图1－4所示。6图1－44.双击除了mold.stl外的所有stl文件，然后单击【确定】，如图1－5所示。图1－55.确认无误，单击【文件】－【退出】，返回华铸CAE8.0主控平台。注意：在装配时，一般不选择铸型参与装配，是为了更好的查看当前铸件及其工艺。1.3前置处理1．单击【前置处理】，进入华铸CAE前处理系统R8.0[完全版]。2．单击工具栏【新建】，弹出剖分任务对话框。3．单击下一步按钮，弹出STL赋材质属性对话框，双击路径：“附带光盘\华铸CAE8.0培训手册”下的铸钢文件夹，所有STL文件会出现在文件选择框内，选中cast.stl，然后左键双击选择材质类别里面的铸件，对core.stl和mold.stl做相似处理；选中gating.stl，再选中对话框右面的直浇道/升液管，单击，riser.stl做类似处理。完成赋值后如图1－6所示。7图1－64．单击下一步按钮，进入优先级别选择对话框，在材质列表框内依次单击：铸件－芯子－铸型，如图1－7所示。图1－75．单击下一步按钮，进入网格参数对话框，输入均匀网格大小(mm):“5”,单击后面的【网格数】按钮，以查看当前网格数，如图1－8所示。图1－86.单击【确定】。7．单击下一步，进入其他参数设置对话框，输入剖分结果文件名：“凝固”，如图1－9所示。8图1－98.单击【接受】按钮。9.弹出自动导航对话框，询问是否现在进行剖分，如图1－10所示。图1－1010．单击【是】，开始剖分，请耐心等待。11．剖分结束，弹出消息框，对您表示祝贺，单击【确定】。12．弹出自动导航对话框，询问是否现在显示剖分结果，如图1－11所示。图1－1113．单击【是】，弹出显示参数对话框。14．单击【确认】，显示剖分结果，如图1－12所示。9图1－1215.同时弹出自动导航对话框，询问是否需要旋转剖分结果，如图1－13所示。图1－13注意：重力铸造的直浇道应竖直向上，如果剖分结果显示与之不符，就要对之进行相应的旋转。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。16．单击【是】，进入剖分结果旋转对话框，依次选择：“X轴”、“逆时针”、“90度”，如图1－14所示。图1－1417.单击【确定】，完成旋转。18.弹出自动导航对话框，询问是否需要检查剖分结果，单击【是】，启动剖分检查程序，如图1－15所示。10图1－1519.单击【缺陷判断】－【搜索线接触网格】，对铸件进行线接触网格搜索，弹出消息框，如图1－16所示。图1－1620.单击【确定】，退出剖分检查程序，回到华铸CAE前置处理主界面。21.单击【确定】。22．再次单击工具栏上【显示控制】按钮，弹出显示参数对话框，选择：“装配【无铸型】”，如图1－17所示。图1－1723.单击【确认】，显示图形，如图1－18所示。11图1－1824.确认无误，单击【剖分拍照】，打开华铸相机。25.单击华铸相机，按住不放，拖到显示的图形（图2－18）上，释放，弹出华铸相机/文件保存对话框。26.单击【保存】，保存网格剖分图像。注意：如果在三维造型的时候走捷径，采用重叠/覆盖的方式，比如说：在铸件的基础上画冒口，或者在铸件的基础上画冷铁，而不是单独造型，那么在前处理优先级别选择的时候就要特别注意，剖分完成后要用显示控制仔细检查，以确认系统中各种材质是否一一对应。27.单击【任务规划】－【退出】，回到华铸CAE8.0主控平台。1.4计算分析1．单击【计算分析】，进入华铸CAE系统－计算分析R8.0[铸钢/重力/完全版]。2．单击【纯凝固】，进入计算任务设置对话框。3．单击选择SGN后面的下拉列表，选择：“凝固”；单击文件夹选择后面的下拉列表，选择“凝固1”；单击金属大类选择后面的下拉列表，选择：“铸钢”,如图1－19所示。图1－19124．单击【合金属性浏览/设置】，弹出合金属性设置对话框，依次输入：碳、硅、锰、硫和磷的含量，单击【应用】，如图1－20所示。图1－205．单击【物性参数】按钮，换到合金的热物性设置界面，单击【液相线.C’】，弹出消息框，如图1－21所示。图1－216．单击【是】，采用推荐液相线。7．单击【固相线.C’】，弹出消息框，询问是否采用推荐固相线，如图所示。图1－228.单击【是】，采用推荐固相线。注意：自动填写液固相线时，华铸CAE根据当前合金的主要元素含量，根据相图自动填写固、液相线温度（仅限于符合相图的合金），当然用户也可手工填入。对于高合金（特种合金）只能用户手工填入。9.输入相变收缩：0.04，液态收缩率/度：0.0001，单击【应用】，如图1－23所示。13图1－2310.单击【确定】。11.单击下一步按钮，进入物性参数设置对话框，输入铸件的初始温度：“1550”，单击【应用】，如图1－24所示。注意：修改合金成分、热物性以及后面的界面系数以后，必须应用，更改才能生效。图1－2412.单击选择欲设置的材料后面的下拉列表，选择：“铸型”，然后单击具体材料选择下面的下拉列表，选择：“铸型[湿砂]，单击【应用】。13.依此类推，设置芯子为：“芯子（树脂砂，钢）”。14.单击下一步按钮，进入界面参数设置对话框。15.单击下一步按钮，进入其他参数设置对话框。16.单击【重力补缩计算】，进入重力补缩设置对话框。17.选择重力补缩功能，输入大致浇注时间：“2”(s)，如图1－25所示。18.单击【确认】，回到其他参数设置对话框。19.单击【计算结束控制】，进入模拟计算结束控制对话框，选择：“按铸件冷却温度结束（1400）”，单击【应用】，如图1－26所示。1420.单击【确认】，回到其他参数设置对话框。图1－25图1－26注意：第一次计算，往往采用按铸件的冷却温度结束，因为你并不知道该铸件的具体凝固时间。21.单击【自动存盘控制】，进入数据自动保存参数设置对话框，