浇注， 熔模铸造，壳模铸造， 消失模铸造和离心铸造 等等 材料数据库 可以用来模拟任何合金，从钢和铁到铝基钴基铜基镁基镍基钛基 和锌基合金，以及非传统合金和聚合体。 旗下的热物理仿真研究开发队伍汇集了全球顶尖的五十多位冶金铸造物理数 学计算力学流体力学和计算机等多学科的专家，专业从事和相关热物理模拟 产品的开发。得益于长期的联合研究和工业验证，使得通过工业验证的材料数据库不断地扩 充和更新，同时，用户本身也可以自行更新和扩展材料数据。 除了基本的材料数据库外，还拥有铝基铁基钛基镍基和铜基合金系统 的热力学数据库。这个独特的数据库使得用户可以直接输入化学成分，从而自动产生诸如液 相线温度固相线温度潜热比热和固相率的变化等热力学参数。 铜部件的低压模铸造船用发动机本体的沙模铸造 提供了能够预测评估整个铸造过程的完整软件解决方案，包括模型填注，凝 固，微观构造和热力的模拟。能够快速可视化铸型设计的影响，使得制造过程的早期能够做 出正确的决策。 特点和规格 是完整的模块软件解决方案提供众多的模块和工程工具来满足铸造业最复杂 的要求。在过程的每个阶段选择每个特定模块 模填充的流体求解器包括半固体材料，消失模和离心铸造 用于凝固和收缩预测的热求解器包括辐射选项 应力求解器包括热应力和变形 而且，还可以选择些专门节点总单元数。 图铸件三维实体 图完整三维计算模型图网格划分结果 工艺条件与计算参数 整个浇注凝固过程在真空环境下完成，真空度小于。预计浇注时间 ，浇注温度约。次浇注个铸件，采用两级浇道系统。 边界条件 包括浇口温度流量铸型外表面铸件铸型间界面以及模型的对称面。 浇口温度，速度模型的两个对称面 铸型外面壁面温度铸件铸型界面换热系数 图边界条件设定 初始条件 实际工艺中，铸型可能进行了加热处理，初始条件设为铸件材料，铸 型材料。 背景 长期以来，对于铸造工艺的改进主要依靠经验和试验，直缺乏 套专业的有效的方法和手段。模拟是控制设计制造过程并预测 产品早期服役可能出现问题的最好解决方法。当前，有限元理论已十 分成熟，相应的模拟商业软件也逐步趋于成熟，并在各行各业逐步发 挥其巨大的作用。 现代制造工艺越来越复杂，性能精度要求也越来越高，依赖试 验的设计手段设计费用越来越高，周期越来越长，也越来越不容易保 证可靠性。而从些发达国家的经验来看，仿真技术的应用可以大大 减少试验的比重，减少了设计的盲目性，节省巨额的设计费用，设计 周期也大大缩短。从我院专业发展的角度看，急需在数值仿真这方 面提高个层次，实现我院研发能力的跨越式发展。 铸造仿真软件的开发是项技术含量很高专业性很强的工作， 作为个设计单位，自行开发不切实际。国内些专业单位开发的同 类产品在实用性规范性和易用性等方面都有不足。集团的 是业界领先的铸造过程模拟软件，基于强大有限元求解器 和高级选项，提供高效和准确的求解来满足铸造业的需求。与传统的 尝试出错修改方法相比，是减少制造成本，缩短开发 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传,时间，以及改善铸造过程质量的重要的完美的解决方案。 铸造模拟仿真对我院的作用 引进软件，从短期来看会提高设计和工艺制造水平，在 当前在研项目中立即列完整的面向工业应用的产品，真实模拟产 品在测试中的性能，精细协调制造过程与预期的产品性能间的关系， 并评估环境对产品使用的影响。集团主要产品分为虚拟样机虚 拟制造和虚拟环境三大类。集团的产品组合，已经被工业界广泛 验证并与多向价值链相结合，代表着独特的协同虚拟工程方案，称 为虚拟试验空间，能够持续对虚拟样机进行改进。 集团在军工界有大量客户，并承担了法国及欧洲众多航空航 天及防务方面的咨询项目。财政年度的收入约为万欧元， 在全球拥有逾近名高层次专家。公司及其全球代理网络为多 个国家的客户提供销售和技术支援。 软件特点 背景 自年开始直由位于美国马里兰州首府的进行 开发，并得到了美国政府和诸多研究机构的大力资助。年后，位于瑞士洛桑的 和瑞士联邦科技研究院也加入了部分模块的开发工作，基于其强大的材料物理 背景，在的晶粒计算模块和反向模块开发上贡献良多。 年，和先后加入集团。也重新整合了其原有的热物 理模拟队伍如和，这样有限元铸造仿真整合了 连续铸造仿真，与有限差分元铸造仿真热处理与焊接模 拟起组成完整的材料热处理成型综合解决方案。 功能 是为评价和优化铸造产品与铸造工艺而开发的专业系统，借助于 系统，铸造工程师在完成铸造工艺编制之前，就能够对铸件在形成过程中的流场 温度场和应力场进行仿真分析并预测铸件的质量优化铸造设备参数和工艺方案。可以模拟金属铸造过程中的流动过程，精确显示充填不足冷隔裹气和热节 的位置以及残余应力与变形，准确地预测缩孔缩松和铸造过程中微观组织的变化。 作为集团热物理综合解决方案的旗舰产品，是院有铸造模生效益而从长远来看，制造工艺计算和仿真 手段的大量应用必将彻底改变我院原有的制造工艺方式，最终提高我 院铸造工艺的整体水平。 铸造仿真对室的作用 室目前有很多钛合金铸件的铸造过程需要模拟来解决，其主 要原因是采用传统的试错法，费用昂贵周期太长二新产品 大多没有经验可以借鉴，院以工艺摸索时间比较长，尤其是些钛合 金材料。 铸造仿真对铸钢厂的作用 铸钢厂目前些件的铸造出品率不是很高，引进铸造模拟仿真软 件将大大节省提高铸钢厂的铸造工艺出品率和工艺水平，大大缩短生 产周期，有效的提高劳动生产率。 另外铸造模拟仿真对于我院技术的传承也很有帮助，通过仿真我 们可以将铸造技术和经验进行科学的直观的描述和记录，使得过去的 些抽象的经验变为简单明了的纸面文档进行记载和保存，有利于铸造技术的延续和资源共享。 铸造仿真软件的调研与考核 经过上述分析，铸造仿真软件的引入是十分必要的，它对我院的 虚拟制造技术和铸造技术的发展将起到极大的推动作用。因此我们对 市面上的铸造仿真软件进行了调研和考核。 由于我们院情况特殊，新材料较多，院以精铸和自动根据化学成 分计算合金热物理性能的热力学数据库对我们显得尤为重要，而 相对这两方面最好，而且升级及功能又最全，以及同类企业国 内如百慕等国外如 等 的铸造系统的选用情况，最终选定专业铸造软件作为我 院铸造仿真的工具。 软件开发商法国集团简介 集团是在法国巴黎上市的世 界最大最著名的软件公司之。 作为虚拟测试方案的先锋，集团 是全球首屈指的材料物理学数值模拟原型和制造流程供应商。 集团成功的关键在于使用真实材料物理特性，能够进行更真实的模拟，来代替耗时的物理样机尝试和纠错过程。 集团开发了系传热。通过焓的形式来描述凝固和固相转 变中的潜热。 主要特点 瞬态，非线性三维热传导 热对流和辐射 利用焓的形式考虑相变 孔隙预测 拉模铸造和金属型铸造 砂模铸造的虚拟浇注 大型钢部件管件收缩预测大型钢部件铸造的热应力 应力求解器 的先进应力求解器能够进行弹性塑性或弹性粘塑材料特性全耦合热流 体和应力模拟。更简单的材料模型诸如弹性，或刚体也能考虑。 主要特点 非线性应力分析 自动接触分配和评估热和力 气隙 无限的模型规模 温度相关的机械性能 辐射 辐射模块扩展了热求解器辐射的功能包括角系数的影响。这个模块对熔模铸造过程是必 需的，从的个区域到另个区域的自辐射影响是非常显著的。 主要特点 包括自辐射影响的准确热分析结果 对单晶铸造自动辐射角系数更新 包括壳型预热的整个过程模拟 快速角系数计算算法 在中生成壳有壳层选项 气体与微透气性能 大多数模拟方案限定孔隙的预测为基于夹杂液体金属演变的宏观孔隙。这种简化方法没 有考虑气体和局部收缩起点的显微孔隙度。提供了基于显微孔隙度模拟的方法解 决这种物理问题。 主要特点 显微孔隙度预测与宏观孔隙和管缩耦合 马许区的压降 气体分离 气体溶解度作为温度和金属单元的函数 成核和气孔的生长 显微构造 显微模拟模块进行铸造过程中任意位置热历程连同成核和显微结构生长耦合 模拟。 主要特点 可用的确定性模型 等轴枝晶 耦合共晶 球墨铸铁共晶 灰口白口铁共晶 球墨铸铁共析 灰口铁共析图 矢量图 截面及切平面 曲线图 动画，图形及影片输出 能够轻松直接交换信息和通信，结果还可以用变化的标准格式输出到其他解决方案中。 高压压力铸造应用的温度云图热循环模拟中的温度变化 低压铸造高压铸造 粒子轨迹示踪金属前端发展 凝固模拟部件变形 金属围绕个核的前端发展发动机缸体变形 高压铸造中金属和空气的可视化结果铝合金轮毂气隙预测 硬件平台 已经过下列硬件平台的测试和验证 平台处理器操作系统图形选项 软件效果预评 考题是钛合金铸件，室在生产过程中需要了解该铸件在现有工艺下可能 出现缺陷的位置及缺陷形成原因。根据工艺室提供的铸件图纸及工艺条件，采用 的仿真分析软件对该铸件铸造过程进行了模拟及分析。 模拟过程共分为以下几个步骤 三维模型建立 网格划分工艺条件与计算参数 数值计算