esi procast2021是一款功能十分强大的铸造仿真软件，该软件专门为从事相关铸造行业的用户量身定制，旨在为用户提供一套系统化的铸造解决方案，内置了行业领先的铸造业工程工具，帮助用户轻松地定制出高精度、高复杂性的产品，解决产品由于收缩、气孔、浇不足或夹杂物等问题引起的铸造缺陷，大大提高企业的工作效率，有需要的小伙伴快来下载体验吧。

【功能介绍】

　　一、缩孔

　　通过软件的标准求解器可以计算出宏观缩孔的位置。还具备一个更精细的模型来模拟气孔位置，该模型通过精确计算枝晶收缩和气体含量模拟出气孔位置。

　　二、应力分布与变形

　　具备独特的热、流动及应力耦合分析能力，并且，这种完全的耦合分析可以同时在同一网格上进行。能够检查充型过程中产生的热冲击，以及凝固过程中铸件和模具之间间隙的影响。解决热裂、塑性变形、残余应力和扭曲变形等当前工业用户关心的主要问题。

　　三、微观组织及性能

　　基于合金成分的不同，软件自动计算相应的微观组织及性能预测。如：可精确的考虑球铁类铸件的石墨化膨胀问题，从而获得有意义的模拟计算结果。耦合微观组织模块精确计算铸铁件的致密度缺陷。同时可以基于相成分来预测铸件的强度、硬度、延展率等性能。

　　四、CAFE晶粒形貌

　　铸件的晶粒组织结构是冶金学家最希望控制的铸造参数。典型的案例是运用定向凝固的方法制造的燃气涡轮叶片。在这种熔模铸造过程中，铸件和冷铁接触的地方，合金以很细的晶粒开始凝固。在这个等轴晶粒区域，晶粒结晶方向优先按照热流方向生长，抑制了其它方向晶粒的生长。极端的情况是，在需要单晶的特殊应用场合，在严格控制的凝固条件下，使一个晶核生长成整个单晶零件。

　　可以计算凝固过程中晶粒结构的变化，被很多高端工业用户用来控制铸造条件，优化零部件性能。将有限元热流计算与CA（Cellular Automation）模型进行耦合，因此procast的晶粒组织模块常被工业界的专家称为CAFE模块。

　　五、高级缩孔缩松

　　大多数模拟软件局限于通过识别孤立液相区来预测缩孔，这种简化的方法没有考虑气孔的影响。

　　procast是第一个基于物理方法实现收缩和气孔模拟的商用软件，它耦合了宏观缩孔和缩管的预测。糊状区域的流动计算以及基于达西方程（Darcy,s equation）的相关压降。另外，具备一个联合考虑溶解度和微孔形核长大的气体偏析模型。这种综合的处理方法扩展了铸造专业人士探索并理解铸造工艺条件、合金纯度和缩孔缩松预测之间的复杂相互关系。

　　六、并行求解

　　铸造分析软件中的有限元模块求解器和差分模块求解器都支持并行计算。软件的DMP解决方案（内存分布式并行计算）使用了最新的动态体划分和信息通讯技术。DMP版本包括了软件的主要的填充和凝固模块功能，包括辐射、应力计算、微观组织结构计算，并且使用于Linux和Windows平台。为了模拟金属铸造中实际的工业条件，提供了热循环模拟以达到模具的稳定温度状态，若采用并行计算可在数分钟内完成求解。

　　七、优化计算

　　优化就是自动找到最优的条件（如工艺设计方案及参数）以达到设计目标（缩孔缩松最小化、提高工艺出品率等等），而不用在每次模拟后人为判定。

　　1、设计优化

　　通过Visual-OPT可以自动找出最优的设计方案：冒口尺寸及位置、冷铁位置、浇口位置、浇道尺寸。

　　2、工艺参数优化

　　通过Visual-OPT可以自动找出最优的工艺参数：浇注温度、浇注速度、模具温度。

　　对于客户的要求，如缩孔最小化，氧化夹渣最小化、提高模具寿命、避免压室中产生裹气等等。。。相对于传统的“试错法”，Visual-OPT是成本最低，经济性最好的工具。

　　3、工艺稳定性及实验设计

　　作为铸造工程师还必须要评估工艺稳定性及各工艺参数的影响，如浇注温度、模具温度等。通过优化算法，经过很少的几次计算（基于随机方法）就能得到缩孔缺陷与这些工艺参数之间的关系。例如，使用Visual-OPT的这个功能，用户可以根据零件的缩孔敏感性，很容易就能确定最安全的工艺参数值。

　　八、流程模板

　　在VE环境中按工艺划分提供Workflow功能，能够引导使用者快速地、准确地完成参数设置。流程化设置能够有效提高设置效率，同时降低设置的出错率。目前VE环境中针对铸造工艺提供的流程模板有：重力工艺流程模板、高压铸造工艺流程模板、高压压铸机选择流程模板和优化流程模板，在后序的开发中还会相应的增加其他流程模板。

　　九、多工序流程

　　针对一般工艺加强了多阶段流程模板，这种流程模板可以一次性设置铸造仿真过程中的多个阶段，如铸型的移除、浇注系统清除以及铸型移除后的铸件加热和冷却过程。设置完成提交计算时，软件可自动生成所需的计算文件。

【软件特色】

　　1、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。传热包括铸件顶出后型腔和铝铸件的温度分布

　　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。软件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，也可以是时间或温度的函数。配备了功能强大而灵活的后处理，与其他模拟软件一样，它可以显示温度、压力和速度场，又可以将这些信息与应力和变形同时显示。不仅如此，还可以使用x射线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。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。

　　2、流体分析模块

　　流体分析模块可以模拟包括充型在内的所有液体和固体流动的效应。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);

　　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还提供了强大的功能。

　　3、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。

　　4、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。

　　5、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。软件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。

　　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El/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、渗碳体和珠光体的成分、多少以及相应的潜热释放。

　　6、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。这些过程都可以用对热流动电磁场进行综合计算和分析。

　　7、网格生成模块

　　MeshCASTMeshCAST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PAMSYS.TEM和GEOMESH无缝连接。MeshcastTM同时拥有独一无二的其他性能，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。

　　8、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，以最大限度地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人量通过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I生能数据。