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NOVACAST高级铸造成形工艺仿真

概述

NOVACAST铸造成形仿真模拟系统采用了先进的CVM控制体积法计算机数值模拟技术,是专门为分析、评价和优化铸造工艺方案而开发的软件工具。借助该软件系统,铸造技术人员能够在设计工艺方案时通过对现有方案下铸件形成的过程做计算机模拟,以形象准确的可视化效果,通过计算机显示铸造过程温度、充型速度、压力和凝固时间变化,并对可能产生的缺陷提出预报。

通过对铸件充型和凝固过程的模拟,可以形象准确的显示在给定浇冒口系统下物理场的变化情况,夹渣和其他非金属夹杂物可以引入金属液流中并模拟其运动轨迹。通过优化浇冒口系统和出气系统可以避免由于紊流情况引起的氧化物夹杂、冷隔、缩松、缩孔和气孔等缺陷。先进的CVM网格处理计算方法可以采用更少的网格数量处理复杂、薄壁的铸件产品,其网格计算速度可达普通有限元法及有限差分法的数倍,实现了快速、高精度的计算效能。NOVACAST操作简单、功能齐全、模拟精度高、计算速度快,广受客户好评,在全球范围内具有广泛的客户群体。 

重力浇铸工艺

 

压铸工艺

NOVACAST通过在计算机上模拟整个铸造加工过程,帮助工程师和设计人员:

  • 评价铸造工艺方案,预测铸造缺陷;
  • 优化浇注系统,通过优化浇冒口系统和排气系统可以避免铸造缺陷;
  • 提高批量生产的产品品质和成品率;
  • 实现计算机“试模”,节省能源、降低成本;
  • 强化生产、设计、技术各部门间的连接;
  • 提升企业铸造技术实力等


功能特色

友好的图形界面

NOVACAST专为铸造企业进行铸造工艺模拟而设计,WINDOWS风格,简单易用,实现浇冒系统的组件管理,可随时加入铸件、冷却加热管道、浇道、冷铁、套筒、型芯等并能自动生成浇冒系统的装配模型。

高度模块化、集成化的控制体积法模拟系统

NOVACAST是一个高度模块化、集成化的有限差分模拟系统,它主要包括前处理器、求解器、后处理器三大模块。前处理器完成浇注系统的几何信息、材料信息、工艺参数的输入,并建立边界条件。求解器采用独特的CVM控制体积法求解充型过程,求解速度快;CVM的高效算法可以采用较粗的网格尺寸获得高的求解精度。后处理器是将模拟结果可视化,采用全图形化界面,可输出动画、图像、各场变量曲线、标识及场变量云图、缩孔疏松缺陷等。更具有直观的缺陷判别,如CT扫描、旋转动画、缺陷部位高亮显示功能等。

方便、专业的铸造几何结构设计计算系统

Foundry CAD和Foundry Tech模块具有专业快捷的浇铸系统结构优化设计功能,通过Foundry CAD进行浇铸结构的几何建模,要比普通CAD软件更快更方便。建立的几何模块可直接导入铸造工艺分析系统进行计算。Foundry Tech具有浇流道、冒口、冒口颈、套筒、过滤网、热模量、补缩量、补缩距离、重量等优化设计计算功能,能够帮助用户达到理想设计效果。 

铸造系统结构优化设计建模 

算法独创,计算速度快,模拟精度高

采用先进独特的CVM控制体积网格处理计算方法,结合传统FDM差分法和FEM有限元法的优点,能够快速划分网格并准确离散模型边界,使得模型网格处理精度极大地高于FDM法,划分速度及方便性优于FEM法。CVM的离散方法能够采用粗网格处理复杂及薄壁模型并能保证很高的计算精度,使得其计算速度为普通算法的5-10倍,大大提高了铸造分析的效能。

传统FDM网格处理     先进的CVM网格处理 

依据合金相图的材料数据库

NOVACAST的材料库具备热流动物理特性、机械物理特性等内容,并依据合金相图构架完备的铸造材料性能,使得材料数据更加准确完善,其材料数据库囊括数百种材料种类及数据,包括合金成分、密度变化、比热、热导热容、粘度、传热系数、奥氏体及铁素体等,所含材料类别。

功能全面的仿真体系

NOVACAST可模拟从金属液浇注开始到产品最终成形的整个阶段,从浇注、充型、凝固再到冷却完毕,各个阶段的成形现象及缺陷均可获得直观的结果。在铸造系统结构设计方面,同样具有专业的结构设计计算功能。

工艺参数及方案优化分析

NOVACAST全面的仿真模拟系统,可进行铸造工艺及模具结构的优化,包括:

①浇铸系统、排气孔和溢流槽的位置及个数优化;

②冒口的位置及大小优化;

③冷铁的布局优化;

④模具冷却及加热管道布局方案优化;

⑤铸造工艺参数的优化,包括浇注温度、压力、活塞、速度等

浇冒系统设计方案优化

相关模块

模块1 Novasolid CV凝固分析模块

铸造凝固过程模拟模块,主要用于分析求解各种铸造工艺的凝固过程,预测凝固过程的多种缺陷,包括缩孔、疏松等。

模块2 NovaFlow CV充型流动分析模块

本模块进行所有铸造工艺的金属液充型流动过程分析,计算浇铸温度场、夹杂、粘砂、冷隔、浇不足、卷气、偏析等缺陷,并可将缩孔结果输出。

模块3 NovaStress CV铸造应力分析模块

本模块为附加模块,用于计算由凝固过程造成的铸件铸造应力结果,包括残余应力分布、铸件收缩变形、冷裂、热裂及应力输出等。

模块4 NovaMethod-Foundry CAD铸造系统CAD专业建模模块

本模块可单独使用或作为附加模块使用,用于建立、编辑浇冒系统、铸件等CAD模型,具有与多种主流CAD软件的几何模型接口,并能实现模型修改、快速建立浇流道及冒口模型等功能。

模块5 Foundry Tech 浇注及补缩系统设计计算模块

用于浇流道系统、冒口、过滤网、套筒、补缩距离等结构优化设计计算的模块,适用于各种铸造工艺。

模块组合包1 NovaFlow&Solid CV充型及凝固分析组合包

用于计算铸造充型及凝固过程的组合包,适用于各种铸造工艺。

模块组合包2 NovaFlow&Solid&Stress CV充型、凝固及应力分析组合包

用于计算铸造充型、凝固过程及应力结果的分析组合包,适用于各种铸造工艺。

模块组合包3 NovaFlow&Solid&Stress CV+NovaMethod充型、凝固及应力分析+CAD建模组合包

用于计算铸造充型、凝固过程及应力结果

典型应用

砂铸工艺模拟

充型流动流场及温度场分析

砂铸凝固缩孔位置预测


倾转铸造工艺模拟



充型过程分析

压铸工艺模拟

压铸流动过程模拟


流动温度场云图

精密熔模铸造工艺模拟

精密铸造流动模拟

精密铸造缩孔位置预测


低压铸造工艺

铝轮毂低压铸造


离心铸造工艺

卧式离心铸造  


立式离心铸造

铸造应力及变形模拟

铸造变形及残余应力云图

铸造裂纹位置预测


 工艺方案优化



两种浇冒系统设计方案



两种方案的缩孔位置预测


成本节约