Mold flow CAE (fluid simulation technology) casting applications

Date:2024-10-08 Categories:Blog Views:860

如今,随着计算机软件、人工智能的发展、模拟分析软件的准确性和可信度的提高,模流分析软件在铸造行业的应用越来越普遍。cae模拟技术广泛应用于铸造模具的开发和产品生产。今天,我将介绍广泛应用于行业的软件magma、flow3d,procast,anycasting,华铸CAE,其他都有novcast,jscast.更专业的仿真软还是:anysys , star ccm 等待软件,这类软件比较复杂,主要面向汽车、飞机、船舶的模拟。

rationale

CAE(计算机辅助工程)基于流体力学的基本原理,通过数值方法解决流体运动方程,从而模拟流体的流动状态。这些方程通常包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。通过解决这些方程,可以得到特定条件下流体的速度、压力、温度等参数分布。

Casting simulation CAE mainstream software

模流CAE技术是一种基于计算机技术的流体模拟技术,它使用数学模型和算法来模拟和分析流体流量。在铸造领域,模流CAE技术可以模拟模具中金属液体的充电和凝固过程,包括流速、压力分布、温度场变化等,帮助工程师更好地理解和控制铸造过程。

Modal flow CAE (fluid simulation technology) casting on the application

Magmasoft

MAGMASOFT软件是一家专门从事铸造行业的德国公司开设的cae仿真软件。该软件可以是正确的cast (pour metal into a mold)对充型、凝固、冷却、热处理、应力应变等内容进行全面模拟分析。该软件的模拟技术使复杂的铸造过程数字化、形象化,更容易被铸造者观察和理解。同时,计算速度也比较快,差不多是一个工作日。遇到薄壁件没有问题(FLOW3D对薄壁件产品头疼),软件热缩结果准确,但软件流量不如flow3d和procast。

Modal flow CAE (fluid simulation technology) casting on the application

Flow3d

FLOW3D在美国开发,应用广泛。它是一种通用软件,广泛应用于航空航天工业、金属铸造、涂料、消费品、微喷墨头、海运、微机电系统、水力学等领域。FLOW3D在压铸领域的应用精度极高,参数设置合理,流动精度可达90%以上。FLOW3D采用了一种非常重要的流体动力学方法,如提高稳定性和独特的自由表面跟踪技术(VOF),使结果更加逼真,更像压铸过程。FLOW3D操作简单,界面和操作过程不多,这是一个很好的特点。唯一的缺点是计算时间会比较长,一般一天到三天。如果产品很大(500mm*400mm*300mm),计算需要近四天。而且对网格的处理要求也比较高。与韩国软件anycasting相比,每个人都觉得流动的体现更相似。但细节的准确性远远高于anycasting.

Modal flow CAE (fluid simulation technology) casting on the application

Procast

美国Procast软件 UES(UNIVERSALENERGY SYSTEM) 公司开发的铸造过程模拟软件。模块很多,速度很快,但是网格划分有点反人类,参数比较全面,需要大量的人来输入。与其他CAE铸造模拟分析软件相比,驾驶手动变速器更自动。在流动和热缩方面,软件模拟结果相对准确,参数设置符合现实时可达到90%以上的准确性。甚至更高。

Modal flow CAE (fluid simulation technology) casting on the application

Anycasting

Anycasting是一个基于Windows操作平台的新一代高级铸造模拟软件系统,专门为各种铸造工艺开发的模拟系统。经过多年的迭代升级,该软件具有强大的Real Flow求解器和三维处理技术可以模拟各种铸造工艺,包括压铸、Low-pressure castingIt provides users with efficient, accurate and realistic casting simulation and analysis results, such as sand casting.

Modal flow CAE (fluid simulation technology) casting on the application

Huaji CAE

“华铸CAE”是一个集成软件系统,位于华中科技大学,经过30多年的研发,在长期的生产实践中不断改进和完善。以铸件充电和凝固过程的数值模拟技术为核心,对铸件的成型过程进行工艺分析和质量预测,协助工艺人员完成铸件的工艺优化。该软件在计算机上模拟铸件的充型和凝固过程,预测铸件过程中可能出现的卷气、夹渣、冲砂、浇筑不足、冷隔、缩孔、缩松等缺陷。

Foundry applications

模拟和优化铸造过程

  1. 模拟充型过程:
    • CAE流体仿真技术能准确模拟模具中金属液的流动充型过程,包括速度、方向、前沿形状等。
    • 通过模拟,可以预测充型过程中可能出现的卷气、冷隔、浇注不足等缺陷。改善不足
  2. 模拟凝固过程:
    • CAE技术可以模拟金属液体的凝固过程,包括温度场的变化、凝固时间的分布、凝固顺序等。
    • 通过模拟,可以预测和优化缩孔、缩松等凝固缺陷,改变凝固顺序,提高铸件质量。

Casting Process Design

  1. Riser and Cold Iron Design:
    • CAE流体仿真技术用于辅助设计冒口和冷铁的位置、尺寸和形状,以确保铸件在凝固过程中得到充分的收缩和冷却。
    • 通过模拟,可以优化冒口和冷铁的设计,减少铸造缺陷,提高铸造成品率。
  2. Pouring system design:
    • CAE技术可以模拟浇注系统的流量,包括金属液的分配、流量和流量。
    • 通过模拟,可以优化浇注系统的设计,保证金属液流入模具均匀平稳,避免浇注不足或过度浇注等问题。

预测和预防铸造缺陷

  1. Defect Prediction:
    • CAE流体仿真技术可以预测铸件在凝固过程中可能出现的各种情况flaws,如气孔、夹杂物、裂纹等。
    • 通过预测,可以提前采取措施预防,降低废品率。
  2. Defect Analysis:
    • CAE技术可以详细分析现有的铸造缺陷,找出缺陷的原因和影响因素。
    • The analysis can guide subsequent process improvement and quality control to improve the overall quality of the castings.

优化铸造设备参数

  1. 优化模具设计:
    • 铸造过程中的温度场和应力场变化可以模拟CAE流体仿真技术。
    • Through simulation, the design of the mold can be optimized to improve the service life and performance of the mold.
  2. 优化铸造工艺参数:
    • CAE技术可以模拟不同铸造工艺参数对铸件质量的影响,如浇筑温度、浇筑速度、模具预热温度等。
    • Through simulation, these process parameters can be optimized to improve the quality and productivity of castings.

铸造微组织模拟

  1. 微组织预测:
    • 在铸造过程中,CAE流体仿真技术可以模拟微组织的形成和演变,晶粒的生长、相变等。
    • 通过模拟,可以预测铸件的微组织结构和性能,为后续的热处理和性能优化提供依据。
  2. Heat Treatment Simulation:
    • CAE技术还可以模拟奥氏体、贝氏体、铁素体等铸件在热处理过程中的微组织变化。
    • 可优化热处理工艺,提高铸件的性能和稳定性。
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