人力资源个性发展

1、Procast软件培训一、主要任务通过procast的培训，熟练掌握并应用procast进行铸造模拟及缺陷分析、后处理。在这个过程中，主要学习proe三维造型、procast各模块的运行、procast后处理、铸件缺陷分析及工艺的改进等。其工作流程图如下：建立三维模型建立三维模型网格划分添加材料边界条件设置初始条件调整参数数值计算结果观察查看运算进程二、proe简介：1985年，美国的PTC公司开始研究参数化建模软件，1988年， Pro/ENGINEER V1.0诞生了。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER2000i

2、2。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。下面就Pro/ENGINEER的特点及主要模块进行简单的介绍。主要特性 全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先

3、设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等。数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够有直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最

4、普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助。主要模块Pro/Engineer是软件包，是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等。Pro/ASSEMBLY是一个参数化组装管理系统，能提供用户自定义手段去生成一组组装系列及可自动地更换零件。 Pro/CABLING提供了一个全面的电缆布线功能，它为在

5、Pro/ENGINEER的部件内真正设计三维电缆和导线束提供了一个综合性的电缆铺设功能包。三维电缆的铺设可以在设计和组装机电装置时同时进行，它还允许工程设计者在机械与电缆空间进行优化设计。 ProCAT是选用性模块，提供 ProENGINEER与 CATIA的双向数据交换接口，CATIA的造型可直接输入 ProENGINEER软件内，并可加上 ProENGINEER的功能定义和参数工序，而 ProEngineer也可将其造型输出到 CATIA软件里。Pro/CDT是一个 Pro/ENGINEER的选件模块，为 CADAM 2D工程图提供 PROFESSIONALCADAM与 Pro/ENGIN

6、EER双向数据交换直接接口。CADAM工程图的文件可以直接读入Pro/ENGINEER，亦可用中性的文件格式，经由PROFESSIONAL CADAM输出或读入任何运行 Pro/ENGINEER 的工作站上。Pro/COMPOSITE是一个 Pro/ENGINEER的选件模块，需配用 Pro/ENGINEER及Pro/SURFACE环境下运行。该模块能用于设计、复合夹层材料的部件。Pro/DEVELOP是一个用户开发工具，用户可利用这软件工具将一些自己编写或第三家的应用软件结合并运行在 Pro/ENGINEER软件环境下。Pro/IDEVELOP包括C语言的副程序库,用于支援 Pro/ENGI

7、NEER的交接口，以及直接存取Pro/ENGINEER数据库。 Pro/DESIGN可加速设计大型及复杂的顺序组件，这些工具可方便地生成装配图层次等级，二维平面图布置上的非参数化组装概念设计，二维平面布置上的参数化概念分析以及3D部件平面布置。Pro/DESIGN也能使用2D平面图自动组装零件。它必须在 Pro/Engineer环境下运行。 Pro/ENGINEER提供了一个很宽的生成工程图的能力，包括：自动尺寸标注、参数特征生成，全尺寸修饰，自动生成投影面，辅助面，截面和局部视图，Pro/DETAIL扩展了Pro/ENGINEER这些基本功能，允许直接从Pro/ENGINEER的实体造型产品

8、按ANSI/ISO/JIS/DIN标准的工程图。Pro/DIAGRAM，是专将图表上的图块信息制成图表记录及装备成说明图的工具。应用范围遍及电子线体、导管、HVAC、流程图及作业流程管理等。 Pro/DRAFT是一个功能二维绘图系统，用户可以直接产生和绘制工程图，丽无需光进行三维造型。Pro/DRAFT允许用户通过 IGES及 DXF等文件接口接收一些其它CAD系统产生的工程图。 ProECAD参数化印刷线路板(PCB)的设计图可以通过 Pro/ENGINEER生成，或者经由ECAD系统输入。PCB的组成元件可以经由 Pro/ENGINEER的元件库取得，并自动装组到 PCB里。元件造型亦可以

9、传送到Pro/ENGINEER以制作实体元件，然后自动组装到 PCB上，还包括此PCB组件的卡笼(CardCage)及结构设计(Housing Designs)可以作为修订、“度身订造”、群体特性及风格等等之评估。 Pro/Feature扩展了在 Pro/ENGINEER内的有效特征，包括用户定义的习惯特征，如各种弯面造型(Profited Domes)、零件抽空(Shells)、三维式扫描造型功能(3D Sweep)、多截面造型功能(Blending)、薄片设计(Thin一Wa)等等。通过将Pro/ENGINEER任意数量特征组台在一起形成用户定义的特征，就可以又快又容易地生成。Pro/FE

10、ATURE包括从零件上一个位置到另一个位置复制特征或组合特征能力，以及镜像复制生成带有复杂雕刻轮廓的实体模型。Pro/MESH提供了实体模型和薄壁模型的有限元网格自动生成能力。也就是它自动地将实体模型划分成有限元素，以便有限元分析用，所有参数化应力和范围条件可直接在实体模型上指定，即允许设计者定义参数化载荷和边界条件，并自动生成四边形或三角形实体网格。载荷/边界条件与网格都直接与基础设计模型相关联，并能象设计时一样进行交互式修改。Pro/MANUFACTURING将产生生产过程规划刀路轨迹并能根据用户需要产生的生产规划做出时间上及价格成本上的估计。Pro/MANUFACTURING将生产过程生

11、产规划与设计造型连接起来，所以任何在设计上的改变，软件也能自动地将已做过的生产上的程序和资料也自动地重新产生过，而无需用户自行修正。它将具备完整关联性的 Pro/ENGINEER产品线延伸至加工制造的工作环境里。它容许用户采用参数化的方法去定义数值控制(NC)工具路径，赁此才可将Pro/ENGINEER生成的模型进行加工。这些信息接着作后期处理，产生驱动NC器件所需的编码。Pro/NC-CHECK提供图型工具用以对铣削加工及钻床加工操作所产生的物料，作模拟清除。Pro/NC-CHECK内选定的工具会依照 Pro/MANUFACTURING定义的切割路径移动，用户亦可以清楚看到物料清除的进度。加

12、工制造组件以阴影显示，装组线上各个组件可以由用户设定不同的颜色。它亦让用户可以在整个加工制造过程，定义夹层平面(Clipping Plane)特定的深度。夹层平面(Clipping Plane)对物料清除摸拟过程提供纵切面的阅视功能。这项独一无异的功能再加上颜色的设定，选定工具路径、内置参考模型、工具及任何夹具(Fixture)均能一目了然不生混淆。此外，Pro/NC- CHECK能让用户对工具及夹具(Fixture)进行快速验证及评佑。从而防止严重的损失。 Pro/REPORT是 Pro/ENGINEER的一个选项模块，它提供了一个将字符、图形、表格和数据组合在一起以形成一个动态报告的功能强

13、大的格式环境。它能使用户很方便地生成自己的材料报表(BOM)，并可根据数据的多少自动改变表格的大小。Pro/SHEETMETAL扩展了 Pro/ENGINEERR的设计功能，用户可建立参数化的板金造型和组装，它包括生成金属板设计模型以及将它们放平成平面图形。 Pro/SHEETMETAL提供了通过参照弯板库模型的弯曲和放平能力。弯曲允许量通过弯曲或放平状态下的模型附加特征的功能，同时支持生成，库储存和替换用户可自定义的特征。 Pro/SURFACE是一个选项模块，它扩展了 Pro/ENGINEER的生成、输入和编辑复杂曲面和曲线的功能。Pro/SURFACE提供了一系列必要的工具，使得工程师们

14、在整个工业范围内很容易地生成用于飞机和汽车的气动曲线和曲面，船壳设计以及通常所碰到的复杂设计问题。Pro/VIEWONLY是一套单独运行的软件包，因此，用户可以阅览任何在Pro/ENGINEER采用”Graphic Store”选项存储的物体(零件、组件、工程图等等)。三、procast软件简介3.procast介绍ProCAST软件是由美国USE公司开发的铸造过程的模拟软件，采用基于有限元（FEM）的数值计算和综合求解的方法，对铸件充型、凝固和冷却过程中的流场、温度场、应力场、电磁场进行模拟分析。3.2 ProCAST适用范围ProCAST适用于砂型铸造、消失模铸造; 高压、低压铸造; 重力

15、铸造、倾斜浇铸、熔模铸造、壳型铸造、挤压铸造; 触变铸造、触变成型、流变铸造。 由于采用了标准化的、通用的用户界面，任何一种铸造过程都可以用同一软件包ProCAST TM进行分析和优化。它可以用来研究设计结果，例如浇注系统、通气孔和溢流孔的位置，冒口的位置和大小等。3.3 ProCAST 材料数据库ProCAST TM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。ESI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ProCAST和相关热物理模拟产品的开发。得益

16、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，ProCAST还拥有基本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。3.4 ProCAST 模拟分析能力可以分析缩孔、裂纹、裹气、冲砂 、冷隔、浇不足 、应力、变形 、模具寿命 、工艺开发及可重复性 。ProCAST几乎可以模拟分析任何铸造生产过程中可能出现的问题,为铸造工程师提供新的途径来研究铸造过程,使他们有机会看到型腔内所发生的一切,从而产生新的

17、设计方案。其结果也可以在网络浏览器中显示,这样对比较复杂的铸造过程能够通过网际网络进行讨论和研究。3.4.1缩孔 缩孔是由于凝固收缩过程中液体不能有效地从浇注系统和冒口得到补缩造成的。由于冒口补缩不足而导致了很大的内部收缩缺陷。ProCAST可以确认封闭液体的位置。使用特殊的判据，例如宏观缩孔或Niyama判据来确定缩孔缩松是否会在这些敏感区域内发生。同时ProCAST可以计算与缩孔缩松有关的补缩长度。在砂型铸造中，可以优化冒口的位置、大小和绝热保温套的使用。在压铸中，ProCAST可以详细准确计算模型中的热节、冷却加热通道的位置和大小，以及溢流口的位置。3.4.2裂纹 铸造在凝固过程中容易产

18、生热裂以至在随后的冷却过程中产生裂纹。利用热应力分析，ProCAST TM可以模拟凝固和随后冷却过程中产生的裂纹。在真正的生产之前，这些模拟结果可以用来确定和检验为防止缺陷产生而尝试进行的各种设计。3.4.3裹气 由于液体充填受阻而产生的气泡和氧化夹杂物会影响铸件的机械性能。充型过程中的紊流可能导致氧化夹杂物的产生, ProCAST能够清楚地指示紊流的存在。这些缺陷的位置可以在计算机上显示和跟踪出来。由于能够直接监视裹气的运行轨迹，从而使设计浇注系统、合理安排气孔和溢流孔变得轻而易举。3.4.4冲砂 在铸造中，有时冲砂是不可避免的。如果冲砂发生在铸造零件的关键部位，那将影响铸件的质量。ProC

19、AST可以通过对速度场和压力场的分析确认冲砂的产生。通过虚拟的粒子跟踪则能很容易确认最终夹砂的区域。3.4.5冷隔及浇不足 在浇注成型过程中，一些不当的工艺参数如型腔过冷、浇速过慢、金属液温度过低等都会导致一些缺陷的产生。通过传热和流动的耦合计算，设计者可以准确计算充型过程中的液体温度的变化。在充型过程中，凝固了的金属将会改变液体在充型中的流动形式。ProCAST可以预测这些铸造充型过程中发生的问题，并且可以随后快速地制定和验证相应的改进方案。3.4.6压铸模寿命 热循环疲劳会降低压铸模的使用寿命。ProCAST能够预测压铸模中的应力周期和最大抗压应力，结合与之相应的温度场便可准确预测模具的关

20、键部位进而优化设计以延长压铸模的使用寿命。3.4.7工艺开发和优化 在新产品市场定位之后，就应开始进行生产线的开发和优化。ProCAST可以虚拟测试各种革新设计而取之最优，因此大大减少工艺开发时间，同时把成本降到最低。3.4.8可重复性 即使一个工艺过程已经平稳运行几个月，意外情况也有可能发生。由于铸造工艺参数繁多而又相互影响，因而无法在实际操作中长时间连续监控所有的参数。然而任何看起来微不足道的某个参数的变化都有可能影响到整个系统，这使得实际车间的工作左右为难。ProCAST可以让铸造工程师快速定量地检查每个参数的影响，从而确定为了得到可重复的、连续平稳生产的参数范围。3.5 ProCAST

21、分析模块ProCAST 是针对铸造过程进行流动- 传热- 应力耦合作出分析的系统。它主要由八个模块组成：有限元网格划分MeshCAST 基本模块、传热分析及前后处理Base License、 流动分析Fluid flow、应力分析Stress 、热辐射分析Rediation 、显微组织分析Micromodel 、电磁感应分析Electromagnetics、反向求解Inverse ，这些模块既可以一起使用也可以根据用户需要有选择地使用。对于普通用户，ProCAST应有基本模块，流动分析模块，应力分析模块和网格划分模块。3.5.1基本模块（传热分析模块）：本模块进行传热计算并包括ProCAST的

22、所有前后处理功能。传热包括传导、对流和辐射。使用热焓方程计算液固相变过程中的潜热。ProCAST的前处理用于设定各种初始和边界条件，可以准确设定所有已知的铸造工艺的边界和初始条件。铸造的物理过程就是通过这些初始条件和边界条件为计算机系统所认知的。边界条件可以是常数，或者是时间或温度的函数。ProCAST配备了功能强大而灵活的后处理，与其它模拟软件一样，它可以显示温度、压力和速度场，但又同时可以将这些信息与应力和变形同时显示。不仅如此，ProCAST还可以使用X射线的方式确定缩孔的存在和位置，采用缩孔判据或Niyama判据也可以进行缩孔和缩松的评估。ProCAST还能显示紊流、热辐射通量、固相分

23、数、补缩长度、凝固速度、冷却速度，温度梯度等等。3.5.2流体分析模块：流体分析模块可以模拟所有包括充型在内的液体和固体流动的效应。Procast通过完全的Navier-Stocks流动方程对流体流动和传热进行耦合计算。本模块中还包括非牛顿流体的分析计算。此外，流动分析可以模拟紊流、触变行为及多孔介质流动（如过滤网），也可以模拟注塑过程。3.5.3应力分析模块：本模块可以进行完整的热、流场和应力的耦合计算。应力分析模块用以模拟计算领域中的热应力分布，包括铸件铸型型芯和冷铁等。采用应力分析模块可以分析出残余应力、塑性变形、热裂和铸件最终形状等。应力分析模块包括的求解模型有6种：线性应力；塑性、粘

24、塑性模型；铸件、铸型界面的机械接触模型；铸件疲劳预测；残余应力分析；最终铸件形状预测。3.5.4辐射分析模块：本模块大大加强了基本模块中关于辐射计算的功能。专门用于精确处理单晶铸造、熔模铸造过程热辐射的计算。特别适用于高温合金例如铁基或镍基合金。此模块被广泛用于涡轮叶片的生产模拟。该模块采用最新的“灰体净辐射法”计算热辐射自动计算视角因子、考虑阴影效应等，并提供了能够考虑单晶铸造移动边界问题的功能。此模块还可以用来处理连续性铸造的热辐射，工件在热处理炉中的加热以及焊接等方面的问题。3.5.5显微组织分析模块：显微组织分析模块将铸件中任何位置的热经历与晶体的形核和长大相联系，从而模拟出铸件各部位

25、的显微组织。ProCAST 中所包括的显微组织模型有：通用型模型：包括等轴晶模型、包晶和共晶转变模型，将这几种模型相结合就可以处理任何合金系统的显微组织模拟问题。ProCAST使用最新的晶粒结构分析预测模型进行柱状晶和轴状晶的形核与成长模拟。一旦液体中的过冷度达到一定程度，随机模型就会确定新的晶粒的位置和晶粒的取向。该模块可以用来确定工艺参数对晶粒形貌和柱状晶到轴状晶的转变的影响。Fe-C 合金专用模型：包括共晶/ 共析球墨铸铁、共晶/ 共析灰口/ 白口铸铁、Fe-C 合金固态相变模型等。运用这些模型能够定性和定量地计算固相转变、各相如奥氏体、铁素体、渗炭体和珠光体的成分、多少以及相应的潜热释

26、放。3.5.6电磁感应分析模块：电磁感应分析模块主要用来分析铸造过程中涉及的感应加热和电磁搅拌等问题。如半固态成形过程中的用电磁搅拌法制备半固态浆料，及半固态触变成形过程中用感应加热重熔半固态坯料。这些过程都可以用P r o C A S T对热流动电磁场进行综合计算和分析。3.5.7网格生成模块MeshCAST：MeshCAST自动产生有限元网格。这个模块与商业化CAD软件的连接是天衣无缝的。它可以读入标准的CAD文件格式如IGES、Step、STL或者Parsolids。同时还可以读诸如I-DEAS, Patran, Ansys, ARIES或ANVIL格式的表面或三维体网格,也可以直接和E

27、SI的PAM SYSTEM和GEOMESH无缝连接。Meshcast TM同时拥有独一无二的其它性能，例如初级CAD工具、高级修复工具、不一致网格的生成和壳型网格的生成等。3.5.8反向求解模块：本模块适用于科研或高级模拟计算之用。通过反算求解可以确定边界条件和材料的热物理性能。虽然ProCAST提供了一系列可靠的边界条件和材料的热物理性能，但有时模拟计算对这些数据有更高的精度要求，这时反算求解可以利用实际的测试温度数据来确定边界条件和材料的热物理性能。利用实际的测温数据来确定数值模拟的边界条件和材料的热物理性能，以最大限度的提高模拟结果的可靠性。在实际应用技术中首先对铸件或铸型的一些关键部位

28、进行测温，然后，将测温结果作为输入量通过ProCAST 反向求解模块对材料的热物理性能和边界条件进行逐步迭代，使技术的温度/时间曲线和实测曲线吻合从而获得精确计算所需要的边界条件和材料热物理性能数据。四、铸件模拟本次Procast培训,我对680方锭锭模进行模拟,模拟步骤如下:1）对铸件进行分析:采用砂型铸造,无冒。2）proe三维造型根据680方锭锭模图纸绘制草图：旋转形成三维模型图：浇注系统设计：3）利用geomesh软件对图guoguo.igs进行优化,以便减少网格错误,优化完毕输出guoguo.gmrst,路径为计算机F:monigangdingmo.gmrst。4)打开procast,点击eshCAST,导入优化后的三维图。5）将三维模型导入，建沙箱。6）进行网格划分，设置参数如下，并点击生成体网格。面、体网格图如下：7）打开Precast进行前处理。材料选择如图所示:换热系数选择如图所示:边界条件如图所示:重力加速度为-9.8m/s2:初始条件如图所示:运算参数如图所示:至此,前处理参数设置完毕。运行Datecast对Precast中的设置便已形成计算文件。运行Pr