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1、什么是什么是 anyPREanyPRE AnyCasting的前处理器生成网格和设置铸造模拟条件的工具基于 MS-Windows 面向铸造工艺过程开发不需要对铸造模拟有专业知识就可以运行本程序可视化基于OpenGL的全三维可视化快速实时的实体渲染表面编译法网格生成非常快速的网格生成(千万网格/1秒钟)导入和修改几何模型建立统一和可变网格设置铸造模拟条件基本工艺过程可选模块设置各种设备设置 anySOLVER 求解参数第1页/共42页图形化用户界面图形化用户界面菜单菜单工具栏工具栏切换窗口切换窗口图形窗口图形窗口实体窗口实体窗口状态栏状态栏第2页/共42页视图视图及及主菜单结构主菜单结构视图菜单
2、投影模式:全景视图 及 等轴视图视图模式:实体,网格,网格线视角:X,Y,Z 视角 及 用户自定义视角旋转 左,右 及 沿轴向放大 及 缩小 及 全视窗 上一视角,重新安排视角平移,自由旋转,快速移动如何利用鼠标操作旋转:左键移动:中键缩放:鼠标滚轮 或 Ctrl+左键实体属性:在实体上点击右键视图菜单:在背景区域点击右键切换到选择模式:空格第3页/共42页横截面菜单横截面 YZ 及 XZ 及 XY敏捷翻转,截面平面,截面网格其他菜单文件菜单编辑菜单网格菜单模拟菜单测量菜单显示菜单视窗菜单帮助菜单视图视图及及主菜单结构主菜单结构 (续续)第4页/共42页创建创建及及修改实体修改实体导入3D C
3、AD文件 :STL 文件定义及术语实体:在anyPRE中构成铸造系统域的最小单元域:被离散为细小体积集合的区域实体可视化打底模式(实体,线框,实体+线框),颜色,透明度,不可见属性:体积,表面积,模数，重量修改实体变换:平移及转动删除合并及拆分第5页/共42页创建创建及及修改实体修改实体(续)装配控制基本浇道系统基本浇道系统浇铸系统浇铸系统 A A浇铸系统浇铸系统 B B部件合并部件合并部件替换部件替换产品产品 B B产品产品 A A浇口浇口 A A(侧浇口侧浇口)浇口浇口 B B(底浇口底浇口)第6页/共42页网格生成网格生成设置实体特征及属性 浇铸系统型腔内浇口浇道活塞浇包 溢流槽孔塞升液
4、管浇口 铸型 附属物 附件 管道第7页/共42页网格生成网格生成 (续续)设置铸型仅浇铸系统浇铸系统+铸型铸型类别与计算域盒型壳型铸型实体(导入)浇口平面第8页/共42页网格生成网格生成 (续续)设置计算域和对称面指定要计算的网格域坐标值比例选择为对称面第9页/共42页网格生成网格生成 (续续)建立统一网格网格总数各方向轴的网格数单位单元(dx=dy=dz)定义单元边长(dx,dy,dz)第10页/共42页网格生成网格生成 (续续)创建可变网格块:用户自定义块 及 自动块自适应平滑过渡因子:相邻单元之间的递增比率最大尺寸比率:自动平滑过渡中最大网格尺寸跟最小网格尺寸的比值网格大小网格大小最大尺
5、寸比率最大尺寸比率因子因子用户指定区域用户指定区域第11页/共42页网格生成网格生成 (续续)统一 vs.可变网格提高精度缩短模拟计算时间网格总数网格总数 可变网格 113 70 36=284,760 统一网格 268 142 70=2,663,920可变网格统一网格第12页/共42页模拟条件模拟条件 (基本过程基本过程)任务指定材料设定初、边值条件热传导模型浇口条件重力设定第13页/共42页模拟条件模拟条件 (基本过程基本过程)任务指定工艺类型第1类:非金属模(砂铸，熔模铸造)第2类:金属模(金属模,重力倾转铸造)第3类:压力类(压力铸造,低压铸造,真空压铸,挤压铸造,半固态压铸)第4类:特
6、殊类(离心铸造,电渣熔铸,平模流铸)分析类型充型(无热传导)热 及 凝固(无流动)充型 及 充型过程的热分析充型 和 热/凝固分析“充型过程及凝固过程”第14页/共42页模拟条件模拟条件 (基本过程基本过程)材料设定从基本材料库中读取用户自定义数据库第15页/共42页模拟条件模拟条件 (基本过程基本过程)初、边值条件初始条件每个实体的初始温度设定注意型腔实体充型分析包括:假设型腔为空气(中空的)仅热、凝固分析:假设型腔为熔体的浇铸温度(已充满)边值条件每个平面与外界的热交换条件(X,Y,Z)正常(默认值)第16页/共42页模拟条件模拟条件 (基本过程基本过程)热传导模型热交换系数自动设定 两相
7、邻材料之间(从 HTC 数据库中读取)用户自定义选择铸造工艺类型并应用涂层从材料数据库中设定“涂层材料”输入“热导率”,“涂层厚度”第17页/共42页模拟条件模拟条件 (基本过程基本过程)浇口条件充型过程中温度条件:浇铸温度设定流动条件:浇口速度(或 浇口压力 或 浇口高度)充型结束后温度条件:充型结束后浇口面暴露在环境中的热交换条件高级选项 直接浇铸:用于浇包直接浇铸估计充型时间:当浇口速度为常数时 重力加速度方向大小设定 第18页/共42页模拟条件模拟条件 (可选模块可选模块)收缩模型流体模型半固态模型微观组织模型氧化/夹渣模型循环工艺模型真空/出气口模型重力倾转模型第19页/共42页可选
8、模块可选模块 (收缩模型收缩模型)凝固收缩模型凝固收缩的体积变化临界固体分数参数模型:预测收缩的基本体积分数重力缩孔:产生重力缩孔的体积分数第20页/共42页可选模块可选模块 (流体模型流体模型)紊流模型标准 k-模型RNG k-模型Wilcoxs k-模型 第21页/共42页可选模块可选模块 (流体模型流体模型)表面张力模型仅标准连续表面张力模型表面张力值 （从数据库中读取或自定义）附壁模型（接触角）第22页/共42页可选模块可选模块 (微观组织模型微观组织模型)确定性模型模型:标准确定性模型合金体系Al-Cu 合金:Al-4.5wt%Cu 合金标准Al-Si 合金:Al-7wt%Cu 合金
9、标准铸铁 :球墨铸铁Mg 合金:AZ901D 标准用户自定义 形核动力生长动力 随机性模型第23页/共42页可选模块可选模块 (偏析模型偏析模型)偏析模型偏析元素初始浓度隔离系数固体扩散率液体扩散率第24页/共42页可选模块可选模块 (半固态模型半固态模型)粘性模型牛顿体模型有效粘性曲线模型宾汉体粘性模型Carreau 粘性模型幂率粘性模型Ellis 粘性模型第25页/共42页可选模块可选模块 (氧化氧化/夹渣模型夹渣模型)氧化/夹渣模型1.1.氧化夹渣氧化夹渣 (填充过程填充过程):):氧化物的多少决定于 金属液自由表面暴露于空气中的时间 2.2.氧化夹渣氧化夹渣 (凝固过程凝固过程):):
10、氧化物的多少决定于金属液的温度氧化物的数量氧化物的产生速率第26页/共42页可选模块可选模块 (循环工艺循环工艺)循环工艺(分析类型)热/凝固分析热/凝固分析+充型分析（一般情况下，仅最后一个循环要计算热/凝固分析+充型分析，其余循环只需计算热/凝固分析）事件 抽芯 Disassemble取件 Remove开型 Die-Open喷涂 Spraying吹气 Air-blowing合型 Die-Close等待 Lead Time单循环的总时间会自动计算并显示出来第27页/共42页可选模块可选模块 (真空真空/出气口模型出气口模型)暴露在环境中用户自定义压力 （-）压力:真空 （+）压力:加压持续流
11、出计算域熔体溢出出气口第28页/共42页可选模块可选模块 (离心力离心力)应用于 重力倾转铸造、离心铸造输入数据旋转轴:原点,矢量绕 X Axis(1,0,0)旋转绕 Y Axis(0,1,0)旋转绕 Z Axis(0,0,1)旋转旋转角度:起始角度,终止角度旋转速度:常数,变量(角度,时间,充型率)（单位：r.p.m）第29页/共42页模拟条件模拟条件 (设置设备设置设备)传感器检查特定位置的结果速度，压力，温度值传感器列表传感器信息传感器鼠标选择模式截面第30页/共42页模拟条件模拟条件 (设置设备设置设备)制动器设定指定的实体为制动器输入数据:作用时间,指定容器的体积分数.当从浇包直接浇
12、注时，设定体积分数 第31页/共42页模拟条件模拟条件 (设置设备设置设备)升液管设置实体为升液管输入数据:升液管失效时间,固体分数,空气温度通常用于低压铸造 第32页/共42页模拟条件模拟条件 (设置设备设置设备)浇包/坩锅模型输入数据指定容器的熔体百分比熔体温度附加压力大气压（默认值）浇注方式不断的浇注(容器中熔体始终保持不变)一次性浇注(容器中的熔体将会变化)漏包浇注 (浇口条件必须设置在浇口面上)第33页/共42页模拟条件模拟条件 (设置设备设置设备)冷却 及 加热管道平均横截面积自动计算冷却 及 加热介质:水,油,空气介质流量控制:时间 或 传感器温度 热传导模型HTC 模型:常用于
13、线冷流量模型 :常用于点冷(仅水为介质流)第34页/共42页求解条件求解条件 (求解方法求解方法)充型过程求解目标求解目标 :求解器自动设定求解目标求解类型求解类型 :混合型迭代目标迭代目标 :迭代法求解的目标变量迭代法求解的目标变量迭代方法迭代方法 :雅可比(默认值)or 超松弛迭代松弛因子松弛因子 :雅可比(0 1,默认值=0.8),超松弛迭代(1 2,默认值=1.8)收敛判据收敛判据 :50,默认值=100 (推荐 80 120)对流项对流项 :Navier-Stoke 方程对流项的处理方式 中心差分 或 全上风(默认值)或 混合法(0 对流项系数 1)时间步长比率时间步长比率 :计算自
14、由表面前进与时间步长的权值计算自由表面前进与时间步长的权值:0 0.9,默认值=0.9(推荐值0.5 0.9)滑动系数滑动系数把已凝固部分作为障碍处理把已凝固部分作为障碍处理:流动分析(不常用，很耗时)第35页/共42页求解条件求解条件 (求解方法求解方法)热传导及凝固分析求解目标求解目标 :求解器自动设定求解目标求解类型求解类型 :显式 或 全隐式,混合法(0 1,默认值=0.5)迭代目标迭代目标 :迭代法求解的目标变量迭代法求解的目标变量迭代方法迭代方法 :仅超松弛迭代松弛因子松弛因子 :超松弛迭代(1 2,默认值=1.6)收敛判据收敛判据 :50,默认值=100 (推荐值 80 120)
15、时间步长权重时间步长权重 :求解器加速权重(默认值=30)最大时间步最大时间步 :时间步长最大值第36页/共42页求解条件求解条件 (结束结束 及及 输出输出 条件条件)结束条件充型率凝固率时间最高温度 输出条件 充型率 凝固率 时间第37页/共42页附加功能附加功能选项文件 菜单 选项颜色(背景,高亮)单位(单位系统,测量单位,导入单位)数据库(用户数据库,默认材料标准.)实体优先权Ctrl+Alt+Shift+Z改变划分网格过程中各实体的优先权第38页/共42页练习练习练习 1 铝合金轮圈导入 STL 文件 改变显示属性颜色,透明度,渲染模式等.全部合并设置实体属性设置铸型创建统一网格设置
16、计算域和对称面再次创建统一网格保存为*.gsc 文件铸型:盒型 网格 :大于 300,000对称面设置整体域的一半为求解域第39页/共42页练习练习 (续续)练习 2 Video Head Drum导入 STL 文件全部合并设置实体属性设置铸型创建可变网格设置模拟条件保存为*.gsc 文件型腔这里创建浇口溢流槽流道铸型:盒型 (壁厚:0.1m)网格 :可变网格合金 :AC4C铸型材料:SKD61浇注温度:750铸型温度:200浇口速度:200 cm/s第40页/共42页练习练习 (续续)练习 3 方向盘描述导入 STL 文件设置实体属性设置铸型创建统一网格设置模拟条件保存为*.gsc 文件启动求解器铸型:湿砂,盒型砂箱(壁厚.:20mm)网格 :106*28*111合金 :GC200浇注温度:1,420初始温度:25浇口速度:30 cm/s热交换系数:铸型/空气=0.001(cal/s/)铸型/铸件=0.1(cal/s/)这里创建浇口重力方向第41页/共42页感谢您的观赏！第42页/共42页