铸造模拟软件procast使用指南.doc

铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期：2009-2-18编者： 版次：01第 57 页 共 57 页铸造模拟软件ProCast使用指南编制：审核：批准：声明：此设计指南仅供内部使用，切勿外传。目录1 序言.32 ProCast软件主界面.32.1 ProCast适用范围.42.2 ProCast模拟分析能力.42.3 ProCast分析模块.53 ProCast和常用软件的接口.93.1 ProE网格划分.93.2 GeoMesh前处理.124 网格处理模块MeshCast的.164.1 Open.174.2 Repair.174.3 在修补环境中生成表面网格模型.194.4 在Meshing environment 中编辑表面网格.194.5 Generate Tet Mesh.215 前处理模块PreCast.235.1 Geometry.235.2 Materials.235.3 Interface.245.4 Boundary Conditions.245.5 Process.265.6 Initial Conditions.275.7 Run Parameters.286 求解模块DataCast和ProCast.357 后处理模块ViewCast.377.1 Field Selections.387.2 Display types.387.3 Display Parameters.387.4 Curves.397.5 Geometry Manipulation.397.6 图片解说常用功能.401. 序言铸件充型凝固过程数值模拟是建立在经典方法、可视化等计算机手段基础上对铸件充型凝固过程进行模拟仿真和质量预测的技术，目前在国内外已经广泛采用并且收到很好的效果。通过铸造模拟，产品设计人员可以直观地分析熔融金属的充型顺序和凝固过程中的时间、温度和应力等变化；然后通过对应相关浇注系统、补缩系统和冷却系统的设计（这些辅助系统都在产品之外，但对于产品实现是必不可少的）来保证设计目标的达成。 其间也不排除修改优化产品设计的可能，使得产品除了满足设计要求以外，还能满足铸造工艺性的要求。ProCAST软件是由美国USE公司开发的铸造过程的模拟软件，采用基于有限元（FEM）的数值计算和综合求解的方法，对铸件充型、凝固和冷却过程中的流场、温度场、应力场、电磁场进行模拟分析。本文对ProCast的常用模块和操作进行了介绍，旨在帮助初学者快速熟悉该软件的模块及掌握基本操作命令。2. ProCast软件的主界面及介绍网格划分前处理求解模块求解模块块后处理计算状态工作目录其他模块DOS环境帮助文件图为ProCast的主界面，包括网格划分、前处理、求解模块、后处理等四大模块。2.1 ProCAST适用范围ProCAST适用于砂型铸造、消失模铸造; 高压、低压铸造; 重力铸造、倾斜浇铸、熔模铸造、壳型铸造、挤压铸造; 触变铸造、触变成型、流变铸造。 由于采用了标准化的、通用的用户界面，任何一种铸造过程都可以用同一软件包ProCAST TM进行分析和优化。它可以用来研究设计结果，例如浇注系统、通气孔和溢流孔的位置，冒口的位置和大小等。实践证明ProCAST TM可以准确地模拟型腔的浇注过程，精确地描述凝固过程。可以精确地计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的使用。2.2 ProCAST 模拟分析能力可以分析缩孔、裂纹、裹气、冲砂 、冷隔、浇不足 、应力、变形 、模具寿命 、工艺开发及可重复性 。ProCAST几乎可以模拟分析任何铸造生产过程中可能出现的问题,为铸造工程师提供新的途径来研究铸造过程,使他们有机会看到型腔内所发生的一切,从而产生新的设计方案。其结果也可以在网络浏览器中显示,这样对比较复杂的铸造过程能够通过网际网络进行讨论和研究。(a) 缩孔 缩孔是由于凝固收缩过程中液体不能有效地从浇注系统和冒口得到补缩造成的。由于冒口补缩不足而导致了很大的内部收缩缺陷。ProCAST可以确认封闭液体的位置。使用特殊的判据，例如宏观缩孔或Niyama判据来确定缩孔缩松是否会在这些敏感区域内发生。同时ProCAST可以计算与缩孔缩松有关的补缩长度。在砂型铸造中，可以优化冒口的位置、大小和绝热保温套的使用。在压铸中，ProCAST可以详细准确计算模型中的热节、冷却加热通道的位置和大小，以及溢流口的位置。(b) 裂纹 铸造在凝固过程中容易产生热裂以至在随后的冷却过程中产生裂纹。利用热应力分析，ProCAST TM可以模拟凝固和随后冷却过程中产生的裂纹。在真正的生产之前，这些模拟结果可以用来确定和检验为防止缺陷产生而尝试进行的各种设计。(c) 裹气 由于液体充填受阻而产生的气泡和氧化夹杂物会影响铸件的机械性能。充型过程中的紊流可能导致氧化夹杂物的产生, ProCAST能够清楚地指示紊流的存在。这些缺陷的位置可以在计算机上显示和跟踪出来。由于能够直接监视裹气的运行轨迹，从而使设计浇注系统、合理安排气孔和溢流孔变得轻而易举。(d) 冲砂 在铸造中，有时冲砂是不可避免的。如果冲砂发生在铸造零件的关键部位，那将影响铸件的质量。ProCAST可以通过对速度场和压力场的分析确认冲砂的产生。通过虚拟的粒子跟踪则能很容易确认最终夹砂的区域。(e) 冷隔及浇不足 在浇注成型过程中，一些不当的工艺参数如型腔过冷、浇速过慢、金属液温度过低等都会导致一些缺陷的产生。通过传热和流动的耦合计算，设计者可以准确计算充型过程中的液体温度的变化。在充型过程中，凝固了的金属将会改变液体在充型中的流动形式。ProCAST可以预测这些铸造充型过程中发生的问题，并且可以随后快速地制定和验证相应的改进方案。(f) 压铸模寿命 热循环疲劳会降低压铸模的使用寿命。ProCAST能够预测压铸模中的应力周期和最大抗压应力，结合与之相应的温度场便可准确预测模具的关键部位进而优化设计以延长压铸模的使用寿命。(g) 工艺开发和优化 在新产品市场定位之后，就应开始进行生产线的开发和优化。ProCAST可以虚拟测试各种革新设计而取之最优，因此大大减少工艺开发时间，同时把成本降到最低。(h) 可重复性 即使一个工艺过程已经平稳运行几个月，意外情况也有可能发生。由于铸造工艺参数繁多而又相互影响，因而无法在实际操作中长时间连续监控所有的参数。然而任何看起来微不足道的某个参数的变化都有可能影响到整个系统，这使得实际车间的工作左右为难。ProCAST可以让铸造工程师快速定量地检查每个参数的影响，从而确定为了得到可重复的、连续平稳生产的参数范围。2.3 ProCAST分析模块ProCAST 是针对铸造过程进行流动- 传热- 应力耦合作出分析的系统。它主要由八个模块组成：有限元网格划分MeshCAST 基本模块、传热分析及前后处理Base License、 流动分析Fluid flow、应力分析Stress 、热辐射分析Rediation 、显微组织分析Micromodel 、电磁感应分析Electromagnetics、反向求解Inverse ，这些模块既可以一起使用也可以根据用户需要有选择地使用。对于普通用户，ProCAST应有基本模块，流动分析模块，应力分析模块和网格划分模块。对于铸造模拟有更高要求的用户则需要有更多功能的其它模块。标准模块： 附加模块：* 基本模块（传热分析模块） * 应力分析模块* 流体分析模块 * 辐射分析模块高级模块： 工具模块：* 晶粒结构分析模块 * 网格生成模块 Meshcast* 微观组织分析模块 * 反向求解模块(a) 基本模块（传热分析模块）：本模块进行传热计算并包括ProCAST的所有前后处理功能。传热包括传导、对流和辐射。使用热焓方程计算液固相变过程中的潜热。ProCAST的前处理用于设定各种初始和边界条件，可以准确设定所有已知的铸造工艺的边界和初始条件。铸造的物理过程就是通过这些初始条件和边界条件为计算机系统所认知的。边界条件可以是常数，或者是时间或温度的函数。ProCAST配备了功能强大而灵活的后处理，与其它模拟软件一样，它可以显示温度、压力和速度场，但又同时可以将这些信息与应力和变形同时显示。不仅如此，ProCAST还可以使用X射线的方式确定缩孔的存在和位置，采用缩孔判据或Niyama判据也可以进行缩孔和缩松的评估。ProCAST还能显示紊流、热辐射通量、固相分数、补缩长度、凝固速度、冷却速度，温度梯度等等。(b) 流体分析模块：流体分析模块可以模拟所有包括充型在内的液体和固体流动的效应。Procast通过完全的Navier-Stocks流动方程对流体流动和传热进行耦合计算。本模块中还包括非牛顿流体的分析计算。此外，流动分析可以模拟紊流、触变行为及多孔介质流动（如过滤网），也可以模拟注塑过程。流动分析模块包括以下求解模型：Navier-Stokes 流动方程。自由表面的非稳态充型。气体模型：用以分析充型中的囊气、压铸和金属型主宰的排气塞、砂型透气性对充型过程的影响以及模拟低压铸造过程的充型。过滤模型：分析过滤网的热物性和透过率对充型的影响，以及金属在过滤网中的压头损失和能量损失，粒子轨迹模型跟踪夹杂物的运动轨迹及最终位置。牛顿流体模型：以Carreau-Yasuda 幂律模型来模拟塑料蜡料粉末等的充型过程。紊流模型：用以模拟高压压力铸造条件下的高速流动。消失模模型：分析泡沫材料的性质和燃烧时产生的气体、金属液前沿的热量损失、背压和铸型的透气性对消失模铸造充型过程的影响规律。倾斜浇注模型：用以模拟离心铸造和倾斜浇注时金属的充型过程。从以上列出的流动分析模型可知在模拟金属充型方面ProCAST 提供了强大的功能。(c) 应力分析模块：本模块可以进行完整的热、流场和应力的耦合计算。应力分析模块用以模拟计算领域中的热应力分布，包括铸件铸型型芯和冷铁等。采用应力分析模块可以分析出残余应力、塑性变形、热裂和铸件最终形状等。应力分析模块包括的求解模型有6种：线性应力；塑性、粘塑性模型；铸件、铸型界面的机械接触模型；铸件疲劳预测；残余应力分析；最终铸件形状预测。(d) 辐射分析模块：本模块大大加强了基本模块中关于辐射计算的功能。专门用于精确处理单晶铸造、熔模铸造过程热辐射的计算。特别适用于高温合金例如铁基或镍基合金。此模块被广泛用于涡轮叶片的生产模拟。该模块采用最新的“灰体净辐射法”计算热辐射自动计算视角因子、考虑阴影效应等，并提供了能够考虑单晶铸造移动边界问题的功能。此模块还可以用来处理连续性铸造的热辐射，工件在热处理炉中的加热以及焊接等方面的问题。(e) 显微组织分析模块：显微组织分析模块将铸件中任何位置的热经历与晶体的形核和长大相联系，从而模拟出铸件各部位的显微组织。ProCAST 中所包括的显微组织模型有：通用型模型：包括等轴晶模型、包晶和共晶转变模型，将这几种模型相结合就可以处理任何合金系统的显微组织模拟问题。ProCAST使用最新的晶粒结构分析预测模型进行柱状晶和轴状晶的形核与成长模拟。一旦液体中的过冷度达到一定程度，随机模型就会确定新的晶粒的位置和晶粒的取向。该模块可以用来确定工艺参数对晶粒形貌和柱状晶到轴状晶的转变的影响。Fe-C 合金专用模型：包括共晶/ 共析球墨铸铁、共晶/ 共析灰口/ 白口铸铁、Fe-C 合金固态相变模型等。运用这些模型能够定性和定量地计算固相转变、各相如奥氏体、铁素体、渗炭体和珠光体的成分、多少以及相应的潜热释放。(f) 电磁感应分析模块：电磁感应分析模块主要用来分析铸造过程中涉及的感应加热和电磁搅拌等问题。如半固态成形过程中的用电磁搅拌法制备半固态浆料，及半固态触变成形过程中用感应加热重熔半固态坯料。这些过程都可以用P r o C A S T对热流动电磁场进行综合计算和分析。(g) 网格生成模块MeshCAST：MeshCAST自动产生有限元网格。这个模块与商业化CAD软件的连接是天衣无缝的。它可以读入标准的CAD文件格式如IGES、Step、STL或者Parsolids。同时还可以读诸如I-DEAS, Patran, Ansys, ARIES或ANVIL格式的表面或三维体网格,也可以直接和ESI的PAM SYSTEM和GEOMESH无缝连接。Meshcast TM同时拥有独一无二的其它性能，例如初级CAD工具、高级修复工具、不一致网格的生成和壳型网格的生成等。(h) 反向求解模块：本模块适用于科研或高级模拟计算之用。通过反算求解可以确定边界条件和材料的热物理性能。虽然ProCAST提供了一系列可靠的边界条件和材料的热物理性能，但有时模拟计算对这些数据有更高的精度要求，这时反算求解可以利用实际的测试温度数据来确定边界条件和材料的热物理性能。利用实际的测温数据来确定数值模拟的边界条件和材料的热物理性能，以最大限度的提高模拟结果的可靠性。在实际应用技术中首先对铸件或铸型的一些关键部位进行测温，然后，将测温结果作为输入量通过ProCAST 反向求解模块对材料的热物理性能和边界条件进行逐步迭代，使技术的温度/时间曲线和实测曲线吻合从而获得精确计算所需要的边界条件和材料热物理性能数据。3. ProCast和常用软件的接口 ProCast是基于有限元法的CAE软件，其有限元网格可以直接由网格模块MeshCast依次进行面网格、体网格划分，也可以通过ProE的有限元模块划分好面网格，然后导入MeshCast中生成体网格。其中在直接使用MeshCast网格划分时，由于几何体存在破面、坏面等问题，在MeshCast中修复比较复杂繁琐，建议使用Geomesh进行前处理，然后导入到MeshCast中，这样可以大大减少工作量。3.1 ProE网格划分 ProE网格划分需在有限元分析模块Mechanica下进行。如图所示，在“应用程序”下进入该模块。在Mechanica Model Setup中，勾选“有限元模式”。 在“属性”中选择材料，并为各部件分配材料。（注：此材料分配为进行网格划分的必要操作，不影响后续计算） 通过“网格控制”控制生成网格的大小。控制类型见图 。其中常用的有“Maximum Element Size”和“Minimum Element Size”，分布控制产生的最大和最小网格。 可以在references（参考）下拉菜单中选择网格控制的方法，包括体、面、边等。当类型和参考选定后，在网格大小中输入合适的数值。 在模型树里可以看到网格划分的控制设置，并可以编辑修改。选择“网格”-“创建”，网格类型选择Boundary，壳元素类型默认为三角形面网格。点击“起始”。生成网格后，关闭下面对话框。若出现问题未能生成网格，建议减小网格大小，或修改数模模型。 “分析”-“有限元求解”，弹出对话框，默认设置，“OK”，输入名称，“OK”，即可。保留文件为*.ans格式，可以用MeshCast直接打开，然后划分体网格。3.2 Geomesh前处理Geomesh能够完全自动划分网格，并且提供了几何体自动清理、重构等高级功能。本指南主要对其自动清理修复几何体的功能进行介绍。在Geomesh中读入CAD文件，推荐使用：step, igs, stl等标准格式。选择“Meshing”菜单下的“Create Mesh”命令，或点击相应按钮，则出现如图所示：网格划分界面。以后的所有操作都将在该界面内完成。首先，点击“Advanced”按钮，设定要自动分析、修复的特征类型。默认情况下，所有选项都处于“选中”状态。去掉其中的“Remove Small Faces”和“ManifoleModel”两项，其他的滑动条可以根据经验自己调整，也可以使用默认值。不使用“Remove Small Faces”可以保持所有细微特征。只有当导入的几何体包含多个部分时，才使用“Manifold Model”选项。并且该选项不会影响输出的.gmrst文件。设定初始误差值，也可以使用默认值0.1。推荐设该值为模型所在立方体对角线的1/10000。用鼠标框选模型，或者“CTRL+A”选中模型，点击“Analyse”按钮，然后点击“Increment”按钮一次。通过该操作，可以检测出各种需要修复的几何特征。如果CAD模型足够好，将不会出现分析结果。如果CAD模型不理想的话，会出现如图所示，“Free Edges”和“Multiple Edges”文件夹，其中列出了存在问题的边。在工作窗口点击右键，选择“Show Only Analyse”，来显示存在问题的边（绿色为自由边，紫色为多义边）。对于一般情况，可以通过增大“Cur”误差值，点击“Increment”按钮来进行进一步的自动修复。如果该值已经很大，仍有问题，则几何体中可能存在错误的特征，检查这些线存在的位置，找出问题所在，并作必要修改。经过自动分析、修复，就可以输出.gmrst文件。这里输出的gmrst文件可以直接由meshcast打开，但与直接导入meshcast生的文件是不同的。该文件只能在meshcast中直接打开，而不能使用import导入（再次保存后则完全相同）。经过geomesh处理的文件，一般不需要任何修改即可按正常步骤导入MeshCast完成网格划分。对于读入的gmrst文件质量由误差值控制，该默认值为对角线的1/20000。可以通过调整该值，来控制读入文件的精度（控制自动合并）。不推荐使用“Auto IncrMerge”按钮来改变误差值。4. 网格处理模块MeshCast的介绍和使用MESHCAST用FEM（Finite Element Method）来产生四面体网格。MESHCAST是网格生成模块，其网格生成有两步，先生成表面网格，后生成体积网格。MESHCAST可以接受由IGES、PARASOLIDS、STEP或STL建立的模型，MESHCAST再将模型生成表面网格，进一步生成体积网格。另一种方法，MESHCAST也能接受由 CAD/CAE软件包生成的表面网格或是体积网格。MESHCAST有强大的模型修补功能和模型网格分析功能，不用再花时间返回到用户原来的CAD/CAE系统中去修改原文件了。MESHCAST能检查几何模型中的表面网格和四面体体积网格。MESHCAST在检查好模型的表面网格后再生成体积网格。图 为MeshCast的操作界面介绍。边线处理面处理放大、旋转、剪切等操作键网格操作网格大小控制输入窗口信息窗口 MESHCAST的工作流程4.1 Open设置模型单位，误差，OPEN，打开一个由其它CAD/CAE软件包生成的几何模型。4.2 RepairMESHCAST能自动的检查输入文件的缺陷，警告和消息将会被显示在消息窗口（message windows ）中。点击check geometry 来检查模型的缺陷。Repair environment 中提供了许多用来修补几何模型的工具。“Check Geometry”，如果模型有问题，在信息窗口会出现提示，如：10 edges are connected to 2 surfaces.一般情况下默认每个边线属于两个面，若大于两个面，模型中线条显示为黄色，小于两个面，显示为蓝色。这种情况应该修复后方可进行网格划分。Select，选中有问题的线条（选中后曾红色），identify，在message windows中会显示线的有关信息。如：F 5 * E 4. EDGE LENGTH = 4.720887e-001即：选中的线条属于面（face）5，面5共有4个线条（Element）。面包括的线条以蓝色显示，面的名称会显示在Input Windows中。红色线条还应属于此两面如图所示，红色线条应属于两个面。所以要找到另一个面的名称，然后将此线条加入该面。选择面上的两条线，identify，该面信息如下：F 8 * E 3。保留input windows中面的名称（8），选中出错的线条，Add Edges，即将该线条加入到面中。Check Geometry，OK。若出现黄色线条，即一个线在两个以上的面上，采用同样的方法，将线条用RemoveEdge从其不应属于的面上删去。另外，Add Plane、Delete Surface也是常用的命令，分别用于添加和删除面。Edge Operations中的一些命令，如添加、删除线条等，在修复几何时应用也非常多，具体操作请参考软件自带的Help文件。4.3 在修补环境中生成表面网格模型MESHCAST生成的表面网格，在特殊的边缘和表面可以有不同的密度。 AddEdge Set，Select选取一组线条（选中曾红色），Store，在下面输入框输入网格大小控制数值，即可。线、面组名称数目网格大小数目 完成以上操作后，Generate Surface Mesh，生成网格。网格生成后，用Active Unmeshed和Active Bad Meshes检查，若有未划分网格的面，再进行修复。若有网格质量差的面，建议通过加密网格来改善。完成后点击Go：Volume Meshing进入体网格划分界面。4.4 在Meshing environment 中编辑表面网格一旦表面网格生成，网格就可以看到，我们可以对其进行评估和检查，一些高级的操作也可以用来编辑网格，如创建一个壳网格，或合并表面网格等等。 Check Mesh检查网格，Check intersection 检查是否有交叉点。检查网格时，有质量问题的网格会曾粉红色，可以通过Tet MeshAuto Fix Fillets/Bad Triangles修复。若出现交叉点，信息会在message windows里显示，如： Check for Intersections near node# 738Check for Intersections near node# 739Check for Intersections near node# 740Total # of possible intersections are: 3.通过display intersection显示交叉点的位置。交叉点的处理一般有以下三种：(a) 将交叉点名称，如738 739 740输入到input windows，smooth nodes。(b) Clip剪切出有问题的部位，identify node识别出网格质量不好的点，（此点出现在input windows中），Delete Conn，结果如图。 Inactive node，将会显示没有网格连接的点，将一个点的名称输入input windows，Connect Cracks，OK。 (c) 使用move node，鼠标左、中、右键分别代表X、Y、Z三个方向。按住鼠标将造成网格质量差的点拖拽到合适的位置，即可。4.5 Generate Tet Mesh检查无误后，Generate Tet Mesh，即生成体网格，后缀名为*.mesh。在Quality checking environment 中查看网格和提高网格的质量。共有两种材料网格质量检查5. 前处理模块PreCast的介绍和使用材料初始条件边界条件界面运算设置5.1 Geometry几何体的有关设置，有对称性，虚拟模具，检查几何体三个部分。NEG-JAC和NEG-AREA是对应于MESH中的问题，这些BOTTENS可以用来找出网格中的问题，给出提示，在MESHCAST中进行修改。VOLUMES给出这个几何体体积，MIN-MAX给了这个几何体的X Y Z 方向上的尺寸。5.2 Materials 选重哪一个材料，在几何体中对于那部分的材料就会变红，若是VIRTUAL MOLDS ，则会变黄，在TYPE一栏中，点左键，选择是，CASTING MOLD FILTER FORM INSULATION CORE RESERVIOR 或是其它。5.3 Interface材料表面之间传热系数的设定，如果3种材料，编号为1、2、3，则就有材料组：1和2，1和3，2和3。TYPE项，DEFAULT为COINC，还有NCOINC和EQUIV，下面说一下三种类型之间的不同。EQUIV：当两个材料域属于一个相同的实体，如同属于铸件的一部分（即有相有的材料，但是它们由于技术的原因而在划分网格的时候，分开来划，要设为EQIVALENCED,它意味着两个材料域之间是连续的，有连续的温度曲线和连续的速度场，这个选项也适合于两种不同的材料，但是它们必须是焊在一起的。COINC：如铸件和铸型之间的界面，往往有一个温度降，为了缩小温度，在网格生成的过程中，在界面上，只有一个结点。我们有必要在这个阶段加倍结点，这个加倍的操作执行，那选择了COINC，即重叠的节点，实际上加倍两个结点之间的距离是为零的。NCOINC：即界面两边的结点是不重叠的，也就是说界面是不匹配的，也就是说界面的两侧的单元没有共同的结点，这时，选择NCOINC.当选择不同的选项时，界面会出现红长和绿色。有两种方法可以看，第一，点击material pair 第二，在TYPE中，三个选项所呈现的界面会互换的看。也可以看到，配合SOLID键，效果会更好。接着针对不同的材料，设定不同的热传导系数（要查看相关的数据）。一般换热系数：金属-金属：1000-5000金属-砂：300-1000砂-砂：200-300固体-空气：5-10固体-冷空气：100-1000固体-水：3000-50005.4 Boundary ConditionsSurface boundary conditions 对应的条件应用于模型（具）的外面，或者是给定材料的外面，这是最普遍的边界条件设定类型。(a) Assign Surface重点要讲的是Assign Surface，对应于热传导问题的边界条件有Symmetry periodic Temperature Heat .指定边界条件作用的面积，用TOOLS 工具指定，再储存，边界条件的值在数据库中选取，然后点击ASSIGN就可以了。温度，传热其他应力设置浇注设置 TOOLS（工具），选择结点和表面。对于一些边界条件，如Symmetry Heat .单元自动被选择。而对另一些边界条件，如温度，速度 等等，结点将自动被选择 。 Select and propagate 选择和繁殖，所有的表面和结点都和相邻的表面或结点，或有一定角度（如果这个角度小于指定的角度，将会被选择）。Deselect and propagate,和前面的相反。Definition the propagation angle 定义一个繁殖的角度。Select interface :Heat 边界条件只用于内部的界面。Clip-用来剪切一个模型，用来执行选择内部模型，这些选择在外面是无法办到的。(b) Volume conditionVolume condition对应条件应用于整个体积。Volume Heat :体积热，对应于在整个体积中的热源。Surface Heat: 让用户指明一个给定的材料的自由表面冷却的怎么样的。Momentum source 充型过程的冲量。Mass source 在充型的过程中，应用浇口的不同方式。Filter Heat 当过热的液体流过初始时冷却的过滤网时，可能有凝固部分（后会熔化），应该定义一个filter和流动液体金属之间热传导系数。(c) Assign enclosureAssign Enclosure 是针对辐射问题而设定的。5.5 Process 在Process中指定重力方向，依此来确定模具的放置方向。Rotate可以通过角度随时间的变化，设置倾转浇注。5.6 Initial conditions 初始温度的设置，包括常量constant和使用其他计算的结果extract。其中使用常量可以直接输入初始温度，而extract则须指定某一计算步数，以此时的温度作为初始温度。5.7 Run Parameters 在Preferences中选择铸造工艺的类型，有重力铸造、高压铸造、低压铸造、倾转浇注等铸造工艺。计算停止设置步长设置温度场设置压铸循环设置流场设置应力计算 5.7.1 运行参数的设定(a) fluid flow&filling (流体流动和充型)流体流动模型执行模具充型计算（自由表面）及流体流动的计算，用Navier-stokes 方程，下列几个结果可以通过计算得到：充型的行为、自由表面的演变、自然对流和受迫对流、流体的动态压力、Entrapped 气体、过滤器的行为。注意一点材料数据库里面的材料的前面有F 、T，是说明属性的，如果是F，则说明流体的这种属性优先其它的属性，选择材料时，优化选用这种属性。流体材料的属性应该具有流体的性质（如流速）。在边界条件设定中，指定速度、压力、WALL和浇口。非常必要在模具和铸型的交界的部分把边界条件中的速度设定为零。零边界速度可以用WALL边界条件来代替，有同样的效果。在process 菜单中，定义重力的方向即可。流体流动模拟在运行必须在run parameters 中的flow中，设定为1或3。自由表面模型也得设置，以及气孔模型也得激活。流体流动结果的储存也得具体的指定。还有其它的一些设置都得填好。(b) Radiation 用灰体效应（视角计算因子）来解决复杂的计算问题，可以获行以下结果，辐射热传输效应、灰体效应。辐射问题可以简单的被处理成一个辐射热问题，也可以处理成一个考虑到反射光，阻碍作用及灰体效应在内的一个复杂的辐射计算问题。因为辐射问题涉及到视角因子，包括了各部分（铸件和铸型）与环境之间的相互作用的计算，所以有必要把环境也纳入模型中，这就是enclosure 。如果铸件在炉子中，enclosure就是炉子全身（或者说是炉子内部的表面），如果铸件在CASTSHOP中，那得设置一个人工的enclosure（用入铸件的包围）。Enclosure可以是实体（用3-D FEM MESH 描述），流程图与一般的一样，流成*d.dat文件，或*mash文件，但在Geometry Boundary Process 及Run parameters中应设计额外的参数。下面是这些增加参数的描述：在 File/multiple meshes menu中如果一个模型，就会有一个enclosure,有两种方法可以打开，1：这个enclosure是和实体网格一样，都是从meshcast中产生的，这个enclosure将被标注作为一个enclosure. 2：这个enclosure是在 meshcast中产生，作为一个常规的网格，这个实体网格或表面网格用 File/Multiple mashes 功能项来登陆 Geometry/symmetry menu（较难）。 Material和 Interface menu已增加额外的参数。 Boundary condition menu/Run parameter menu(难略)(c) Stress应力分析执行热机械计算，可以获得以下的结果： 应力分布、塑弹性变形、Dispayment 、气孔形成、 Elastic springback、模具疲劳、热裂、裂纹。共有5个应力模型来分析应力：线性应力模型、弹-塑性模型、弹-粘-塑性模型及刚性模型和空白模型。在进行应力分析的时候，参数设定有几项应增加，有材料，边界条件，和运行参数。应力属性在材料中的STREES这一项中设定，必须指定应力的边界条件的三种类型：displacement (位移)、point Load surface Load ，displacement的指定非常的重要，为了保证模型在应力的作用下不会移动或旋转，同时也要注意，不要限制的太多了。否则会在局部产生人为的应力，注意symmetry 也可能产生displacement位移的限制。在铸件上指明displacement是有必要的，当铸型被设置成vacant时，若设置成rigid（刚性），则没有必要在铸件上指明displacement。在run parameters menu ,必须设定STRESS.5.7.2 数据库(a) 材料数据库有read ,add ,copy, del, sort, search这几项功能。其中SORT 是用来整理材料的，点击后，按字母的顺序来排列材料。READ 用来读材料的相关属性，材料的属性分成四个层次，composition(组成成份)，thermal(热)，fluid(流体)和comments(评论)。其中，thermal 中又包括了传导率，密度，比热，热焓，固相分数，潜热，固相线和液相线，及放热量。fluid 中包含了粘度，表面张力，permeability ,filter.、显示成黄色的说明了对应的属性已经定义了。白色表明处于激活的状态，首先，用户必须先选择相应的按钮来确定材料的属性（如密度）是常数，还是TABLE （是温度的函数）。PROCAST的数据库很大一部分是用户自己添加的。 (b) 材料属性对于传热问题，最小的数据定义为thermal中的传导率，比热，密度，这些参数可以是常数，也可以是温度的函数（不管有无相变过程）。当有凝固出现时，即有相变，必须额外的定义以下的属性，固相分数，潜热，固相和液相线的温度。固相分数的曲线是温度的函数，从0到1结束，潜热和固相液相线温度是常数，液相和固相温度必须和固相曲线是一致的，若不一致，系统会提示你。液相和固相温度用于气孔模型及流体流动计算中。PROCAST在定义有相变的过程，有相应的选择，因为两种方法可以来定义相变，用户可以定义相应的热焓曲线来代替定义比热和潜热。当用于热传导计算、流体流动计算、气孔模型计算时，PROCAST 会自动的检测是否有比热、潜热和热焓，如果出现这种情况，系统会提示警告，要用户选择热焓或是潜热、比热。对于流动问题，必须定义粘度，其它可以选择，如表面张力，permeability及filter。PROCAST中有几个粘度模型，牛顿粘度模型、carreau-yasuda 模型及power-cut off 模型。carreau-yasuda模型对应于非牛顿型流动，其中的参数都可以在数据库中定义，而power-cut off 模型用于触变铸造。对于表面张力，一般的铸造条件下，表面张力可以忽略。对于permeability，若是铸件材料，permeability可以用karman-cozeny model来定义，在低固相分数时可以被becdermann来修改，用户可以自己来定义permeability为温度的函数，高的permeability意味着是自由流动，而低的值说明对应于没有流动。对于铸件材料，permeability仅仅应用于固相线和液相线温度之间。若是模具材料，permeability必须得定义，可以为常数，也可以为温度的函数。对于Filter,由两个属性来定义，void faction(孔隙率),surface zone(表面区域)，孔隙率对应于在Filter中的porosity的总量，此值是无量纲的，表面区域对应于表面的数量（Filter材料和空气之间每一个体积）。(c) thermodynamic database (动力学数据库)PROCAST能自动的调用动力学数据库（如组成成份）来计算热焓和凝固曲线等属性，PROCAST提供了6大类的合金，包括AL ,Fe，NI , TI, CU ,MG 等那些没有列出的元素其及合金，如果用户需要的话，可以在自己的材料数据库中添加。在材料数据库中的组成成份栏中，Base 中是填主元素，在element 里列出了其它成分，在composition 中列出其质量百分数。用户可以添加，填好之后，选择Apply ,有两个选项，是scheil和lever，选其一，来计算固相分数及热焓。最后储存。scheil和lever是计算固相分数的两个不同的模型，lever模型认为溶质在溶剂中是完全扩散均匀的，而scheil模型不认为是扩散均匀的（在凝固阶段），两则的区别在于凝固区域的末端及固相线温度有所不同。对于大多数合金，推荐用scheil模型，除非是低合金钢，因为它的扩散速度很快。在热计算过程中，一个命名为prefix.phs的文件被建立，可以用写字板打开，它包含各个温度对应的相分数及各个阶段的组分。这些信息在procast计算中并不重要，而在其它方面可能有用。(d) 界面数据库包含了两个条目类型：interface 和die combointerface对应于标准的两种材料之间的传导系数，必须得先定义COIN或NCOIN,注意EQUIV 不能用。die combo是一个特殊的类目，在压铸中定义一个复合类型的热传输，它自动的定义开合模具的次序。在一个interface数据库中，用户可以看到以下四项内容：第一，数据库条目类型，是standard,还是die combo，第二，关键词，输入后，便于以后用的时