【ProCAST】铸件定向凝固仿真流程学习总结
Visual-Mesh
- 顯示模式
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快捷鍵
- shift+左鍵：取消選擇
- ctrl+A：選擇所有
- ctrl+D：放棄選擇所有
- 選中+H：隱藏
- 選中+L：定位
- F：顯示適應全屏
- ctrl+U：刪除列表（回收站）
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文件導出
File->Export->.sm
導出路徑可以包含中文。
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設置單位
Tool->Change/Convert Length Units
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檢查面網格
? 檢查的參數進行調整，或者點擊自動修正。直到控制臺輸出
--------------Surface mesh is OK-------------其其中Intersection : No problems found，無自相交的網格存在。
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網格模型裝配
File->Append
注意模型的坐標系和單位必須統一才能正確裝配。
Cast->Detect and merge overlaps between volumes，進行裝配。
裝配的目的在于：導入兩個網格模型后，再其接觸的面上會有網格重復的現象，但是實際鑄造仿真過程中，其實一層網格就能將兩個模型分開，故需要進行裝配處理。
MeshCAST
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模型裝配
File->Assemble
點擊Show Features以紅色顯示重疊的邊界，對于簡單的邊界，我們直接點擊Continue Assembly進行裝配。
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網格和交錯面檢查
消息窗口打印如下內容時，表示網格合格。
The Surface mesh seems OK. Number of edges (in the model) present in more than 2 Triangles are: 39 Total # of possible intersections are: 0. -
模殼生成
一般熔模鑄造都是成組進行，故在做仿真分析的時候，我們只需對單個或一部分零件有限元仿真和分析。因此建模中我們只建一部分模型，在生成模殼時有些面是不生成的。因此在生成模殼之前需要先提取無模殼面（no shell faces）和對稱面（symmetry faces）。
在這里，我們將使用上圖的單元選擇工具進行select，從左到右依次是：選擇一個單元，選擇全部單元，取消一個單元的選擇，取消所有單元的選擇，選擇一個表面。需要注意的是，第一個圖標激活狀態下（被點擊后），首先在要選擇的單元上將光標停留，然后鼠標左鍵被按下的狀態將光標進行拖動后才會被選中（選中后顏色變紅）。同時使用第五個面選操作的前提需要使用單選操作，保證至少有一個單元被選中，然后在下面的輸入窗口輸入一個angle參數（0-20）后，再點擊面選才會選中單元所在的surface。
在輸入窗口輸入angle值后不能習慣性的點回車，否則軟件無法讀取參數。然后，當選完一個面后需要選下一個面時，我們會習慣性得使用鼠標左鍵拖動旋轉模型窗口，這時切記要關閉單元選擇圖標！！！非常的銀杏啊！
單選時，網格數量多的話會很卡，需要等好一會兒才能選中。
選完后點擊Store就行。
然后設置模殼厚度，點擊Gen. shell按鈕就可生成模殼。
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體網格生成
對模殼網格質量和自相交進行檢查，若有問題可以點擊Fix Bad Triangles進行修復，直到網格合格。在Tet菜單下單擊Generate Tet Mesh按鈕，即可生成體網格。
一般體網格生成只要超過50%就意味著該網格可用。
PreCAST
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通過File->Multiple Meshe載入鑄造爐體與裝配體的體網格。
載入后可能只能看到.mesh格式的體網格，.sm格式的爐體網格看不見。可以通過點擊如下圖標進行顯示。
Geometry/
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設置對稱面
Geometry/Symmetry，設置對稱面。
此處為鏡像對稱，且為兩個面，每個對稱平面都應該由三個點的坐標定義（不共線）。故勾選Mirror-1和Mirror-2（如要禁用，取消勾選），注意此處應保證這兩個平面正交。Get Co-ord按鈕允許拾取網格的節點（Node），以交互定義鏡像平面。要使用它，首先單擊即將選擇點的X坐標框（出現閃爍的編輯光標即可），然后單擊Get Co-ord，最后單擊幾何體上對應的節點。相應的坐標將自動填充。
最后點擊Apply驗證完成對稱面定義。
選擇鏡像面構造點時應該落在節點上，否則會報錯！
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檢查網格雅克比
Geometry/Check Geom/Neg-Jac，檢查網格的雅可比以確定幾何體上是否存在負的雅克比網格。如下結果顯示為無。
Materials/
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材料分配
Materials/Assign，分配各部分的材料。
當用到某種未在當前數據庫中的材料時，需要自行配制添加。點擊Add。
上圖中的Type也需要指定，鑄件部分選擇CASTING。
輸入組成材料的基和各元素及其百分比，點擊Apply選擇不同的應力特性計算方式后，可得到材料的相關特性曲線，滿足要求后，點擊Store進行添加，之后便能在材料列表中選擇自定義的材料了。
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力學性能設置
Materials/Stress，設置各部分材料的力學性能。
設置過程和材料設置類似。
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設置界面相關參數
Interface，指定界面類型和換熱系數。
每當Type設置完成后，Apply按鍵會變色，需點擊。
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設置邊界條件
Boundary conditions/Assign Surface，設置表面邊界條件。
依次設置如下四種類型的參數：
名稱解釋設置方式 Heat 模殼與外界的熱交換 Heat設定時需要選擇整個模殼，選擇方法可通過這個菜單欄的按鍵隱藏其他的材料，只保留模殼，在單擊選擇全部。然后在參數庫中選擇剛剛設定的交換系數。 Symmetry 對稱面(仿真模型不完整時設定) Symmetry設定只需要選擇整個對稱面保存，不用設定參數。 Temperature 冷銅的溫度(一般取20) Temperature選擇整個冷銅所有面，然后設定為一常數值。 Displacement 各組件的相對位置約束(設置4個) Displacement設定需要設定三個定位，分別是模殼底部，鑄件與冷銅接觸部分，冷銅底部。在參數庫中選定設置好的約束。 Boundary conditions/Assign Enclosure，設置爐體的輻射及溫度。需要設置三部分（高溫區、中溫區、低溫區）的輻射方向和輻射溫度。
依次設置如下兩種類型的參數：
名稱設置方式 輻射的方向 通過面選區域，設置所選網格法向方向向里。 輻射區域的初始溫度 高溫區輻射系數0.9，溫度1550℃；中溫區輻射系數0.6，溫度900℃；低溫區輻射系數0.5，溫度20℃。 第一次設置時，如果溫度和輻射系數不在數據庫時，需點擊Add進行手動添加。
注意，enclosure set會根據導入的爐體網格文件個數自動生成。這里因為筆者導入的爐體網格文件只有一個（也可以將三個部分以三個網格文件的形式導入），會自動有一個Set#1在表中，且其Area為爐體所有網格，并且無法刪除和更改。但是只要繼續添加Set，并選擇部分網格后，Set#1的Area則會變小（減去其他Set的面積），當重新劃分完Set后，其Area將變為0，此時，便可以將其Del。
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設置過程（Process）參數
Process/Assign Enclosure，設置爐體移動速度。
Process/Gravity，設置重力加速度。
這里的爐體移動速度矢量和重力加速度方向都是Z軸方向，且二者方向相反。這里由于爐體的+Z軸方向朝下，故重力加速度為正，爐體的速度為負。
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設置初始條件的設定（Initial conditions）
Initial conditions/Constant，設定三種材料的初始溫度。注意與前面設置的保持一致。
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設定運行參數（Run Parametres）
Run Parametres，在葉片的定向凝固仿真中，只需設定下面表格中菜單名稱加粗中的參數。
菜單名稱作用 General 主要用于設定運算停止的條件 Thermal 計算溫度場(一般只需要將其激活) Cycles 熱平衡計算 Radiation 輻射運行參數 Flow 流動運行參數 Turbulence 紊流運行參數 Stress 應力運行參數(將其激活。0關閉，1開啟) Micro 微觀組織模擬運行參數 General菜單
這里我們最大步數設置20000，最低溫度設置500，結束時間設為0，其余保持默認值。
Thermal菜單
這里我們將第一個參數設為1，激活傳熱分析，主變量為溫度，其余保持默認值。
Radiation菜單
Flow菜單
Stress菜單
ProCAST
使用PreCAST完成仿真參數設定后，保存退出，點擊ProCAST，勾選Execute DataCAST first，點擊Run進行仿真計算。
使用Status可查看仿真進度。
Visual-Viewer
仿真后處理。主要查看溫度場，應力場，位移場等。用于仿真分析和總結。
總結
在做定向凝固仿真時，一般需要先在CAD軟件（UG）中建好鑄件模型（IGS），然后進行網格劃分（可以使用hypermesh進行劃分導出.out格式，也可以直接在Visual-Mesh中進行劃分），劃分完成后進行模型裝配，模殼生成，體網格生成。然后進行仿真參數設定，最后進行Data Check，無誤后，進行仿真。仿真完成后，可以在Visual-Viewer中進行一系列的后處理分析。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的【ProCAST】铸件定向凝固仿真流程学习总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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