用户二procast教程之参考合并

1、Pro-CASTTM用户培训手册（MeshCAST）博骞仿真工程科技（广州）有限公司ZhongGuo ESI Co.,Ltd简介FEM（有限元）网格自动生成器 强大的网格剖分工具 强大的网格修复功能CAD数据交换界面（支持多种CAD格式文件）2ESI GroupMeshCAST界面MeshCAST3ESI Group在“mes st”上点击右键则出现选择界面，如图所示。若直接在“meshcast” 上点击左键，将直接进入三维网格划分界面。本软件能够进行： 二维网格划分三维网格划分工 作 流 程文件类型:IGESSTEPPARASOLIDSSTLProCAST文件类型:PATRANIDEASPr

2、oCAST文件类型:PATRANIDEASProCAST工作流程4ESI Group步骤5： 分析和优化观察分析工具步骤4： 生成体网格体网格检查工具步骤3： 生成面网格面网格修复工具步骤2：作必要的修复几何修复工具步骤1：载入输入的文件输入流程图如果几何体没问题面网格： ProCAST面网格 Patran Ideas如果面网格没问题体网格5ESI Group如果有未划分网格的面如果体网格生成失败细化/粗化删除细节以提高体网格的质量观察体网格： ProCAST Patran Ideas输入 划分面网格 检查网格 修复网格 保存prefix.sm文件 划分体网格 检察网格质量 修复网格 平滑处理

3、 优化处理 保存prefix.mesh文件 观察网格质量 检查坏网格 组合/拆散区域 提取面网格CAD几何体： ProCAST Iges Step Parasolid Stl 检查几何体 修复几何体 调整几何体 保存prefix.gmrst文件修复工具读入一个几何体-设定公差6ESI Group点击“properties”菜单下的“advanced”字菜单。选中第一个选项，并设置公差范围。在文件读取过程中，程序将根据该公差自动修复部分错误。读入一个几何体-设定参数完整的gmr 边 面的描述 面网格 边集合文件包含如下信息:Geom几何体SM 面集合（Surface sets）7ESI Grou

4、p在“advanced”界面下，选择“surfacesonly”项。程序将只对面网格信息进行读写，这样可以减小“gmrst” 文件的长度，节省文件读取时间。读入一个几何体-打开文件点击“file”菜单下的“open”命令，出现如右图所示打开文件界面。下拉菜单中显示出了meshcast支持的所有文件类型。注：不同类型的文 件，读入后进入的界面也不同。8ESI Group读入一个几何体-修改单位9ESI Group注意：对于 STEP and STL 格式的文件读入后,必须设置单位:三维 CAD 模型-建模为了减少几何体中出现的数据转换错误，减少修复工作量，提高计算效率：§ 使用实体模型

5、§ 尽可能的简化模型，去除不必要微结构。§ 清除模型中的错误信息10ESI Group三维 CAD 模型-推荐使用格式§ 针对不同的CAD软件，我们荐使用以下文件格式:§ Pro/ENGINEER§ CADDS-5X§ Catia§ I-DEAS§ Unigraphics§ SolidWorks§ SolidEdge§ IronCAD§ VisiCADIGES with trimmed surfaces, Step of a solidIGEStewith trimmed s

6、urfaces, Step of a solid f solid or IGES with trimmed surfacesStep of solid or IGES with trimmed surfacesParaSolids ParaSolids ParaSolids ParaSolids ParaSolids11ESI Group几何体-工具栏介绍1. 边工具2. 面工具3. 建构工具4. 实用工具栏5. 输入/输出6. 用户自定义12ESI Group1. 边集合2. 面集合1. 检查几何体2. 选定/取消选定3. 标示（激活操作区）4. 面网格操作几何体修复工具栏：检查几何体Che

7、ck geometryESI Group读入cad文件后，首先使用“check geometry”按钮检查几何体。一般存在两种错误类型，如图中黄线和蓝线。Procast中面的定义14ESI Group面在 MeshCAST 中的定义如下:u 一个有编号的整体u 由边构成的封闭轮廓 (>2 边 )u 用参数进行描述（surface description)为了更好的理解错误的产生原因及修复方法，首先明确一个定义。检查几何体几何体导入后可能出现三种情况:1. 几何体是好的（surface edges seem ok)2. 存在以蓝线显示的边(欠定义):这些边只属于一个面，应将该边加入到与其相

8、连的另一个面内。3. 存在以黄线显示的边（过定义）:这些边属于两个以上的面，应将该边从错误的面中去除。15ESI Group注：每条边的相连面必须是2个。检查几何体-蓝线的处理蓝线 :这些边只和一个面相连 (裂缝)修复“Merge edges” ,”delmerge ”,”straighten”11,2修复修复16ESI Group在中间构建一个面s5（add plane)S2S1S3S4S5S2S1S3S4“Merge edges” ,”straighten”S1E1,2E1,3S2E23S31E1S2 E2S3S1E1S2 E2E3S3S1E1S2 E2E3S3S1E1,2S2S1EES2

9、S1E1S2E2检查几何体-黄线的处理黄线 :这些边至少和三个面相连如果相连的是两个部分,则这种情况是正确的。如左图：中间的面s3为公共面。S3S1S2修复容错17ESI Group“Merge edges” ,”split line”,” connect”ES2S12 3S3ES21,2,3S1S3S1S2S3面网格-工具栏介绍18ESI Group1. 激活操作2. 保存 SM文件1. 检查网格2. STL -> SM转换3. 标示特征1. 编辑面网格（修复）2. 合并面网格（装配）3. 生成模壳（熔模铸造）4. 生成体网格面网格修复工具栏：错误分析-不能生成面网格u 存在小边(长度

10、<0.1)u 用“删除-合并”（del/merge edge)直接去除小边19ESI Group不能划分面网格的原因 ?u 存在悬空的边u 去除悬空的边u 存在孤立的边（无相连面，去除或加入面中）u 丢失边（面轮廓有缺口）u 在面上添加丢失的边u 畸形或错位的面描述Corrupted or shifted surface descriptionu 重新构造或修复面u 相对于面设定了大小不合适的网格长度u 改变边（面）的网格密度（修改length值）u 增加边（面）组实体网格划分提示：面网格中存在坏三角形，并不意味着实体网格质量就会差。快速划分网格并提高实体网格的质量:强烈建议通过以下两个

11、u 简化几何体/去除细节 (使用修复工具菜单)u 细化面网格20ESI Group实体网格-工具栏介绍21ESI Group1. 坏单元检查2. 负雅克比单元检查1. 平滑处理2. 生成边界层3. 流动性检查4. 质量分布图1. 区域划分2. 新建3. 删除4. 优化实体网格操作工具：网格质量控制22ESI Groupxy纵横比 (x/y):理想值 = 1yx半径比 (3x/y):理想值 = 1 (正态分布)两面角:理想值 = 72°点击“plot quality”按钮，将产生各种形式的网格质量分布图。错误分析-不能生成实体网格u 不能划分实体网格的原因 ?u 存在重叠面（去除其中错

12、误的面）u 一个网格穿入了另一个网格中（修改或重新建构该处网格）(网格剖分进度 < 50%)u 模型上的孔或多余的面（去除多余面）(网格剖分进度 > 50%)u 面网格过度扭曲（改变网格长度重新划分，或适当改变纵横比“aspectratio”(不能超过1.3）u (错误信息: 请改变纵横比)ESI Group23体网格生成问题-解决方法解决方法（操作步骤）:u 复制DOS窗口显示的结点序号。u 在 Meshcast中，用isn (Identify Surface Nodes)命令标示这些结点及相连面信息。u 复制在信息窗口中显示的面序号。u 激活这些面并检查其面网格。可能原因：存在

13、网格冲突，存在损坏的面或网格密度不合适。24ESI GroupPro-CAST培训手册（MeshCAST）使用ESI公司的产品！最好的产品和最周到的服务！感谢我们将为您博骞仿真工程科技（广州）有限公司ZhongGuo ESI25SI GroupPro-CASTTM用户培训手册（砂型铸造）博骞仿真工程科技（广州）有限公司ZhongGuo ESI Co.,Ltd1重力-砂型铸造砂芯铸件砂箱2本手册将一步一步的为您演示ProCAST中关于砂型铸造的设置本手册中用到的几何体由以下几个部分组成，如图所示。 铸件砂芯砂箱重力-砂型铸造 1、在ProCAST中导入砂型有限元模型 首先在文件管理器的“case

14、”区下输入工程名，然后点击“PreCAST”菜单。如果该算例存在于当前路径下， PreCAST将首先导入一个procast文件（d.dat) 。如果PreCAST没有找到任何ProCAST 文件，它会搜索相应前缀的MeshCAST 文件（.mesh)。如果也没有MeshCAST文件， 就必须使用Open file 菜单来自己寻找正确的文件。PreCASTcase3重力-砂型铸造信息显示文件读入4文件读入后，PreCAST能够自动显示材料序号，总的结点和单元数以及单位和轮廓尺寸。重力-砂型铸造Geometry5如图所示，为读入的 网格文件（包括铸件、砂箱、砂芯）2、检查几何体通过“geometr

15、y”下的“check geometry”子菜单也可以得到上步自动产生的信息。并且通过该菜单也可以检 几何体中可能存在的错误。重力-砂型铸造type1、选择区域设定过程：1、点选区域；（红色显示）empty设定区域类别： 在type栏中点击左键，选择相应的类别。2、点选材料；（红色显示）3、点击assign设定若进行流场计算，需设置“铸件区域”为“空”。在“empty”栏中点击左键，可以在“yes”和“no” 之间切换。2、选择材料63、设置铸件 、铸型和砂芯的材料属性（materials->assign) 。对于本算例 ，铸件材料设为球墨铸铁 ，铸型设为硅砂，砂芯设为H13钢。3、ass

16、ign重力-砂型铸造interface“equiv”,”coinc”,”ncoinc”之间切换，点击“apply”按钮后执行操作。74、创建并设置各部件之间的界面（interface)。在本算例中所有的界面类型都要从“EQUIV”型，转换为”COINC”型。并点击“Apply”安钮“，使这些选择生效。在“type”栏中点击左键，可以在重力-砂型铸造3、assign1、选择界面2、选择界面换热系数8一般换热系数：金属-金属：1000-5000 金属-砂：300-1000砂-砂：200-300固体-空气：5-10固体-冷空气：100-1000 固体-水：3000-5000设定过程：1、选择界面；2

17、、选择界面换热系数。 3、点击“assign”确认设定创建了界面以后，要为每个界面设置一个热交换值 。其典型值如下：铸件和砂子之间为500W/m2K，铸件和钢芯之间为1000 W/m2K。重力-砂型铸造 5、设置边界条件（boundary condition->assign surface)Boundary condition砂箱的所有外轮廓面的边界条件设为自然空冷，在直浇道顶面的部分节点上施加速度和温度边界条件。9重力-砂型铸造砂箱的所有外轮廓的边界条件设为自然空冷，要在直浇道顶面的部分结点上施加速度和温度边界条件。4、点击“link”完成设定1、在点击“add”按钮， 添加边界条件类

18、型选择节点或面2、利用选取工具选择需加边界条件的面或节点，并点击“store”保存3、选择相应的边界条件，并点击“assign”设定10重力-砂型铸造点击单位按钮，可选择不同的单位在“x”、“y”、“z”上单击左键，自动输入9.8；双击则自动输入-9.811重力加速度又三个矢量组成，根据实际情况设定大小。6、设置重力（process->gravity)在Process菜单下设置重力度矢量。重力-砂型铸造选择不同的区域，在输入框内输入其初始温度，按键盘回车键确定。127、设置常量初始条件。（initial condition->constant)重力-砂型铸造PreferencesG

19、ravity filling138、设置运行参数。（run parameters)在Preferences中选择“Gravity filling”选项，软件将会自动设置相应的运行参数。重力-砂型铸造在General参数面板中，设置DTMAX（最大时间步长）为5秒。 在Thermal参数面板中，设置TFREQ（温度结果保存间隔）为5。GeneralThermalTFREQDTMAX14重力-砂型铸造在Flow参数面板中，设置VFREQ（速度结果保存间隔）为5。FlowVFREQ15重力-砂型铸造169、保存并退出PreCAST。重力-砂型铸造Execute datacast firstConfi

20、rm17点击“procast” ,弹出如图所示对话框，勾选“execute datacast first” , 将不必单独运行datacast.点击“confirm”，开始计算。10、运行DataCAST和ProCA。PreCAST重力-砂型铸造菜单栏动态切分图形操作栏观察类型栏动态显示栏色标1811、在ViewCAST中观察计算结果。重力-砂型铸造用图形操作工具（缩放，拖拽，旋转等）放置模型的位置。隐藏其他部分，只铸件材料可见。为不同区域设定不同的显示类型只显示铸件区19重力-砂型铸造通过点击播放器按钮观察动态的充型、凝固过程。20重力-砂型铸造用固相率的“cut-off”选项，显示孤立液态

21、区。穿过整个模型的截面温度分布图。21孤立液相区，可能出现缩孔、缩松缺陷界面温度分布图，观察铸件内部凝固顺序。重力-砂型铸造分析速度矢量。可以用来研究铸型的冲蚀情况。22图中箭头表示速度方向，颜色表示速度大小。以此可以分析金属 液对砂箱的冲击情 况，预测冲砂问题。Pro-CAST培训手册（熔模铸造）第二部分、Pre-CAST（熔模铸造参数设置）55熔模铸造的56设置本手册将一步一步的为您演示pre-cast中关于熔模铸本手册中用到的几何体由以下几个部分组成， 如图所示。铸件模壳扣箱熔模铸造建立预热模型：1、设置铸件和铸型的换热系数为0。2、在铸型的内表面设置传热边界条件。设置“VIEW FAC

22、TOR”为ON并设定辐射率。3、设置铸件为EMPTY。使用铸型温度分布模型建立铸件计算模型：1、提取铸型温度分布状态。2、改变铸件和铸型的0换热系数。3、去除铸型内表面换热边界条件。4、如果只进行热分析，设置铸件状态为：FULL。57注意：在炉内进行预热的模壳计算模型很可能与流场计算模型相同。用作流场计算初始条件的模壳温度分布，可以采用提取法添加。具体 步骤如下：熔模铸造如果该工程存在于当前路径下，PreCAST将首先导入一个procast文件（d.dat) 。如果PreCAST 没有找到任何ProCAST 文件，它会搜索相应前缀的MeshCAST文件（.mesh)。如果也没有MeshCAST

23、文件，那您将不得不使用Open file 菜单来寻找正确的文件。如果不输入实例名，也可以使用PreCAST中的文件菜单打开正确的文件。首先在文件管理器的“Case”区输入工程名，并点击PreCAST菜单。581、在PreCAST中导入熔模铸造的网格模型。熔模铸造文件读入后，PreCAST能够自动显示材料数，总的结点和单元数以及单位和轮廓尺寸。59信息显示熔模铸造60如图所示，为读入的网格文件（包括铸件、模壳、扣箱）2、检查几何体通过“geometry”菜单下的“checketry”子菜单也可以得到上步自动产生的信息。并且通过该菜单也可以检查几何体中可能存在的错误。熔模铸造61注意：在辐射计算时

24、存在一个扣箱。熔模铸造3、定义对称面。勾选“mirror-1”，”mirror-2”，定义两个对称面，通过输入三个点坐标来定义面，也可以使用“Get Co-ord”按钮拾取对称面上的节点坐标。62节点坐标拾取方法：1、将光标放入点坐标输入框内；2、按下“get co-ord”按钮； 3、在屏幕上选取节点。熔模铸造63在边界条件设置界面中显示对称关系。在这里建立了两个对称面。如果在边界条件中设置了对称关系，您还可以检查对称关系是否正确。熔模铸造设定区域类别：在type栏中点击左键，选择相应的类别。设定过程：1、点选区域；（红色显示）若进行流场计算， 需设置“铸件区域”为“空”。在“empty”栏

25、中点击左键，可以在“yes” 和“no”之间切换。2、点选材料；（红色显示）3、点击assign设定64为铸件和模壳分别指定为铬镍铁合金718及一种壳材料。4、给铸件和模壳指定材料属性。熔模铸造5、创建并设置各部件之间的界面。在本工程中所有的界面类型都要从“EQUIV”型，转换为”COINC”型。并点击“Apply”安钮“，使这些选择生效。在“type”栏中点击左键，可以在“equiv”,”coinc”,”ncoinc”之间切换，点击“apply”按钮后执行操作。65熔模铸造66一般换热系数：金属-金属：1000-5000 金属-砂：300-1000砂-砂：200-300固体-空气：5-10

26、固体-冷空气：100- 1000固体-水：3000-5000设定过程：1、选择界面；2、选择界面换热系数。3、点击“assign”确认设定设置界面换热系数熔模铸造6、设置边界条件。（boundary condition->assign surface)1、在点击“add”按钮，添加边界条件类型；2、利用选取工具选择需加边界条件的面或节点，并点击“store”保存；3、选择相应的边界条件， 并点击“assign” 设定； 4、点击“link”完成设定。67熔模铸造另外，设置对称边界条件，在模壳外表面设置换热系数并设“View Factors”为ON。在直浇道顶面上设置浇铸速度和温度。68熔

27、模铸造69不使用扣箱：2、设置“VIEW FACORS”为OFF。只计算与辐射有关的冷却，不考虑反射作用。使用扣箱：1、设置“VIEW FACORS”为ON。计算不同模具面与环境（实验室，炉子）间反射的热流率。在空气中的辐射：设置“VIEW FACORS”为ON。真空中的辐射：注意：熔模铸造在直浇道顶面上设置浇铸速度和温度注意浇铸速度的矢量方向！70熔模铸造在扣箱上施加温度和表面辐射率（Boundary conditions->Assign Enclosure)。1、选择扣箱；2、分别选择温度参数和辐射参数（Temperature/emissivity），点击“assign” 设置；（注

28、：两参数为同一对象）71熔模铸造选取法相量向外的面，点击“reverse”按钮，改变方向。72检查扣箱的法相量是否都指向内部。如果不是这样，使用：Align 或 Reverse选项进行调整。熔模铸造重力加速度有三个矢量组成，根据实际情况设定大小。点击单位按钮，可选择不同的单位。737、设置重力（process->gravity)在Process菜单下设置重力加速度矢量。熔模铸造8、设置常量初始条件。（initial condition->constant)点击不同的区域，在输入框内输入其初始温度，按键盘回车键确定。74熔模铸造759、设置运行参数。在Preferences中选择“G

29、ravity filling”选项，软件将会自动设置正确且专用的运行参数。在General参数面板中，设置DTMAX（最大时间步长）为5秒。熔模铸造在Flow参数面板中，设置VFREQ（速度结果保存间隔）为5。76在Thermal参数面板中，设置TFREQ（温度结果保存间隔）为5。熔模铸造77系统提示是否保存文件， 选择是。10、保存并退出PreCAST。熔模铸造78点击“procast” ,弹出如图所示对话框，勾选“execute datacast first” ,将不必单独运行datacast.点击“confirm”，开始计算。11、运行DataCAST和ProCA T。熔模铸造12、在V

30、iewCAST中观察计算结果。充型结果（温度分布图）。 通过充型过程的观察，可以分析铸件的充型顺序，预测浇不足，冷隔等缺陷。隐藏模壳显示模壳79模壳金属液熔模铸造80在Post-processor中还原对称结构，得到完整铸件图凝固过程的温度分布图。观察凝固过程，预测缩孔、缩松等缺陷。熔模铸造用固相率中的“cut-off”选项，预测孤立液态区。界面温度分布图，观察铸件内部凝固顺序。孤立液相区，可能出现缩孔、缩松缺陷81截面图（温度分布图）。Pro-CAST培训手册（熔模铸造）第三部分、View- CAST（结果观察和缺陷分析）82ViewCast界面83状态栏介绍File（后处理文件）可见结果另

31、存为Patran及I-deas的后处理文件84UnitTemp.PressureVelocity状态栏介绍Contour（云图显示） SolidificationTime凝固所用时间。 Shrinkage Porosity只有当Run Parameter 中，POROS参数激活时（1）时才计算出结果。85状态栏介绍Scale86状态栏介绍Vector（向量显示）Actions（再算判断准则）Steps（步数控制）使用时建议将Contour关掉较容易判别。（Contour/None）87状态栏介绍Parameter（显示参数）1. Reverse Video：背景反白2. Free Surfac

32、e：自由面显示与否（自由面是指熔流域气体之间的接触面，此模式可帮组判断充填状况）88状态栏介绍Parameter（显示参数）3.Enclosure：Enclosure的显示模式。4. Feature Angle：当模型一线架构显示时， 将一些不重要的几何特征隐藏掉，使画面更简单明了。5.Vectorsettings：向量显示设定。89状态栏介绍Parameter（显示参数）6. Displacement Mag.在应力分析结果中，位移的缩放倍率。7. Titles在后处理图片上加上文字，记号及圆圈等。90状态栏介绍Parameter（显示参数）8.Symmetry显示对称部分91状态栏介绍Pa

33、rameter（显示参数）11. Particle tracing9. Display Foam在消失模分析中，设定是否显示发泡材（Foam）。杂质追踪，在 RunParameters/ Flow里设定每隔几个step倒入杂质，只有在有Velocity、Pressure及Inlet的边界条件才起作用。10.Display Pipe通常搭配Contour/Thermal/Shrinkage Porosity使用，默认为开启，判定缩孔位置时，又是关闭会较容易判断。Display Pipe开启Display Pipe关闭Particle tracing92状态栏介绍Geometry manipulation几何操作旋转模式。即 Zoom Out，与鼠标右键同功能。定义旋转中心。恢复原始视角，即屏幕平面为x-y平面。模型平移。手动缩放93状态栏介绍Geometry manipulation几何操作选择显示材之型式。94状态栏介绍Geometry manipulation几何操作炸开各材料，以便观察95状态栏介绍Geometry manipulation几何操作Shift + Ctrl +Ctrl + N：N：将显示于图形界面上。输入Node ID，将相邻的Node Element ID显示出。NodeIDID或96