отчет по курсовой. Моделирование литейных процессов

• Название: Моделирование литейных процессов
• Анкор: отчет по курсовой
• Дата: 02.06.2022
• Размер: 3.12 Mb.
• Имя файла: Otchet_Pastukhov_M.doc
• Тип: Лабораторная работа; #564181

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра металлургии цветных металлов

^{Наименование кафедры}

Лабораторная работа

на тему

«Моделирование литейных процессов»

по дисциплине

«Металлургические технологии»

Выполнил студент группы МЦб-13-1 ________ М. П. Пастухов

^{подпись И. О. Фамилия}
Проверил к.т.н., доцент кафедры МЦМ _______ А.В.Никаноров

^{подпись И. О. Фамилия}


Иркутск 2016 г.

Моделирование литейных процессов в системе ProCast

Цель работы: ознакомление с программным интерфейсом ProCast, а также получение начальных навыков работы в данной программе при моделировании литейного процесса заданной детали.

Теоритическая часть

Введение

Опыт использования литейных программ на отечественных предприятиях показал, что в 90% случаев программы необходимы для решения задач, связанных с устранением грубых усадочных дефектов. С этой задачей могут справиться все литейные программы, в большей или меньшей степени. Программа ProCast является лидером среди литейных программ по точности расчетов и предоставляемым возможностям.
ProCAST представляет собой систему 3D-моделирования литейных процессов методом конечных элементов и относится к PAM-системам инженерного анализа (Programs for Applied Mechanics - программы для прикладной механики).Система позволяет моделировать технологии свободного литья, литья по выплавляемым моделям, литься под низким и высоким давлением.

Система состоит из следующих модулей:

1. 
   MeshCAST - автоматический генератор двух- и трехмерных конечно-элементных сеток на основе элемента-тетраэдра;
   
2. 
   PreCAST - препроцессор, считывающий конечно-элементную модель для назначения условий и свойств материалов формы и отливки;
   
3. 
   DataCAST - создает файлы для расчета;
   
4. 
   ProCAST - осуществляет анализ модели из MeshCAST при условиях, полученных из PreCAST;
   
5. 
   ViewCAST - постпроцессор для визуализации (результаты расчетов в виде отчетов).
   

MeshCAST - это полностью автоматический генератор 2D и 3D (тетраэдральной) конечно-элементной сетки для системы ProCAST. Он позволяет осуществлять чтение CAD моделей, проверку импортированной геометрии и, при необходимости, ее «лечение». В MeshCAST также включен генератор оболочек, предназначенный для моделирования литья по выплавляемым моделям.

MeshCAST имеет интерфейс с различными форматами CAD приложений. Дополнительно к файлам ProCAST, MeshCAST может читать следующие форматы:

• геометрия: iges, step, parasolid и stl;

• поверхностные сетки: patran и ideas;

• объемные сетки: patran и ideas

Обычно пользователь должен загрузить геометрию, проверить ее качество (геометрия, в конечном счете, должна быть исправлена, упрощена и улучшена). Должна быть сгенерирована поверхностная сетка, а на ее основе – объемная сетка. Должна быть произведена проверка качества объемной сетки и ее оптимизация. После этого объемная сетка готова для передачи в PreCAST - модуль препроцессора для ProCAST.

PreCAST это препроцессор для ProCAST, позволяющий пользователю считывать конечно-элементную модель, назначать свойства материалов для различных компонентов модели, задавать контактные, граничные и начальные условия.

DataCAST компилирует настройки и создает необходимые для расчета файлы.

ViewCAST - постпроцессор, позволяющий пользователям визуализировать результаты расчета в виде отчета ProCAST.

Опыт использования литейных программ на отечественных предприятиях показал, что в 90% случаев программы необходимы для решения задач, связанных с устранением грубых усадочных дефектов. С этой задачей могут справиться все литейные программы, в большей или меньшей степени. Программа ProCast является лидером среди литейных программ по точности расчетов и предоставляемым возможностям.
Ход работы

Таблица

№ п/п	Операция	Действие	Примечания
1	Открытие программы ProCast	Значок «ESI Group»	На рабочем столе
1.1	Открытие программы Visual-Environment 8.6	Значок Visual-Environment 8.6	ESI Group
1.2	Открытие программы mashCAST	Значок Mashing→mashCAST
1.3	Импорт геометрии	Значок open	Выбор формата IGES
1.4	Проверка на наличие ошибок	Prepare → Repair → Check → Auto correct (если обнаружены ошибки)	Если есть ошибка выделяем в нижнем меню и нажимаем Next (при выявлении ошибок смотреть Console)
1.5	Проведение сборка (создание на границе общих узлов)	Prepare → Assembly → Check → Next
1.6	Сборка всех элементов	Assembly all
1.7	Построение поверхностной сетки	Меню → 2D Mesh → Surface Mesh	В окне можно изменять размер сетки
1.8	Отображение узлов сетки	Mesh Visiblity → изменяем размер Element size → Mesh all surface. Автоматическое построение Method → Auto (pave)/	Для изменения построенной сетки в дереве модели выбираем папку Elements, 2D-удалить
1.9	Проверка на ошибки	Меню → 2D Mesh → Check Surface Mesh → Check	При выявлении ошибкок нажать Auto correct
1.10	Сохраняем данную модель
1.11	Построение объемной сетки	3D Mesh → Velume Mesh → выделяем всю модель	Просмотр объема отливки Mesh Visiblity
1.12	Экспортируем геометрию в формате Mesh	File → Export	Формат Mesh – объемная сетка
2	Построение геометрии нашей оболочки	2D Mesh → Shelling; Shell Type; Uniform Thicknes - монотонная толщина, No shell faces (выделение поверхности где не будет оболочки) → Modify → All other → Holes/Gaps → Generate, после загрузки нажать Aplly.	Откроется таблица
2.1	Создание материала наполнителя	Prepare → Enclosure →BOX	Указание габаритов наполнителя (Radius, Height)
2.2	Проводим сборку геометрии	Prepare → Assembly → Check → Assemble all (объединить все поверхности)
2.3	Обновление объема	Prepare → Compute → Volume	Сохраняем изменения
2.4	Построение новой сетки; проверка на ошибки	Меню → 2D Mesh → Surface Mesh → Check	Создаем отдельную группу для формы → задаем размеры
2.5	Строим объемную сетку	3D mesh → Volume mesh
2.6	Сохраняем	File → Export
3	Подготовка параметров технологического процесса (выбор материала, коэффициента теплопередачи)	Cast → Volume manager	Откроется таблица. Необходимо переименовать для того чтобы идентифицировать эти тела
3.1	Для формы	Cast, Volume manager, Mold
3.2	Для отливки	Aloy (type), material
3.3	Для корочки	Material, Fe
3.4	Для наполнителя формы	Material, sand 14
3.5	Устанавливаем начальную температуру
3.6	Для отливки	intial temp	Начальная температура = температуре заливке металла
3.7	Для формы	Intial temp до 800°С	Сохраняем
3.8	Устанавливаем коэффициент теплопередачи	Cast → HTC Manager
3.9	Ограниченные условия процесса	Cast → Process Condition Manager - задаем ограниченные условия	Необходимо установить условия охлаждения этой формы на воздухе, условия заполнения формы и условия вращения формы
3.10	Условия охлаждения формы	Add, thermal, heat выбираем обл., т.е. внешняя область формы
3.11	Условия заливки данной формы	Add, thermal, heat, temperature	Устанавливается через 2 параметра
3.12	Настраиваем параметры моделирования центробежного литья	Sast → Simulation parameters	Задаем сохраненный шаблон
3.13	Запускаем расчет	Cast → Start simulation	Выбираем ProCast (Parallel) Смотрим статус текущего моделирования

Рис. 1. Исходная модель



Рис. 2. Построение поверхностной сетки



Рис. 3 Создание формы оболочки



Рис. 4 Сборка геометрии



Рис.5 Сборка геометрии



Рис. 6 Построение объемной сетки



Рис.7 Подготовка параметров технологического процесса



Рис. 8 Подготовка параметров технологического процесса



Рис. 9 Подготовка параметров технологического процесса



Рис. 10 Запуск расчета (пункт 3.13)

Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы нам удалось ознакомиться с программным интерфейсом ProCast, а также провести моделировании литейного процесса заданной детали.