計(jì)算機(jī)輔助工程論文
經(jīng)過(guò)多年的研究和開(kāi)發(fā)，世界上已有一大批商品化的鑄造過(guò)程數(shù)值模擬軟件，表明這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。下面是小編精心收集的計(jì)算機(jī)輔助工程論文，希望能對(duì)你有所幫助。
計(jì)算機(jī)輔助工程論文1
【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)輔助工程計(jì)量的技術(shù)也日趨成熟并得到廣泛應(yīng)用。下面就廣聯(lián)達(dá)圖形算量作以簡(jiǎn)要概述。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)輔助工程計(jì)量
一、GCL7.0圖形算量軟件應(yīng)用綜述
廣聯(lián)達(dá)圖形算量軟件GCL7.0是專為在目前傳統(tǒng)定額模式向清單模式過(guò)渡時(shí)期量身定做的先進(jìn)實(shí)用的算量工具，適用于定額模式和清單模式下不同的算量需求。只需按照?qǐng)D紙?zhí)峁┑男畔⒍x好各種構(gòu)件的材質(zhì)、尺寸等屬性，同時(shí)定義好構(gòu)件立面的樓層信息，然后將構(gòu)件沿著定義好的軸線畫入或布置到軟件中相應(yīng)的位置，最后在匯總過(guò)程中軟件將會(huì)自動(dòng)按照相應(yīng)的規(guī)則進(jìn)行扣減計(jì)算，并得到相應(yīng)的報(bào)表。由于軟件內(nèi)置了清單工程量計(jì)算規(guī)則以及當(dāng)?shù)囟~計(jì)算規(guī)則，所以能夠同時(shí)滿足清單環(huán)境下招標(biāo)人、投標(biāo)人的不同需求。
二、軟件算量的設(shè)計(jì)思路
1.軟件繼承了手工算量思想
手工算量最常見(jiàn)的方法是統(tǒng)籌法，也就是先計(jì)算出三線一面，即“L中”、“L外”、“L內(nèi)”及“S底”這四個(gè)最基本的參數(shù)，然后利用其他數(shù)據(jù)和基本參數(shù)的關(guān)系列出相應(yīng)的式子，計(jì)算對(duì)應(yīng)的工程量，續(xù)而完成所有工程量的計(jì)算工作。
2.軟件的整體算量思路
圖形算量軟件GCL7.0是利用代碼算量的。在軟件中，三線一面就相當(dāng)于代碼，當(dāng)然軟件中的代碼不僅限于三線一面，還有墻長(zhǎng)、墻寬等等。代碼是按構(gòu)件為單元進(jìn)行劃分，是不能再分解的最小量。每個(gè)工程的基本代碼都可以有不同的數(shù)值。
軟件算量的思路如下：
�。�1）建模。設(shè)置構(gòu)件屬性，用畫圖方法畫出各個(gè)構(gòu)件形成與設(shè)計(jì)圖相同的建筑物。
（2）提取圖元固有的代碼（圖元代碼）并計(jì)算構(gòu)件代碼。圖元代碼是幾何圖形固有的代碼，如長(zhǎng)方形的長(zhǎng)和寬；長(zhǎng)方體的長(zhǎng)、寬和高；點(diǎn)的個(gè)數(shù)；線的長(zhǎng)度等。對(duì)于建筑物內(nèi)的構(gòu)件也有固有的圖元代碼，就是構(gòu)件幾何尺寸代碼。用圖元代碼按工程量計(jì)算規(guī)則計(jì)算出的構(gòu)件基本代碼就是構(gòu)件代碼。
�。�3）提取形成構(gòu)件代碼過(guò)程中公式的中間變量。假設(shè)某地區(qū)規(guī)則中地面面積應(yīng)扣獨(dú)立柱所占面積，但是根據(jù)具體情況需要得到不扣獨(dú)立柱的面積，所以軟件給出的中間變量未扣柱的面積，直接選用即可。正因?yàn)榇a開(kāi)放，才能最大限度地滿足用戶想算什么量，就有什么量的要求。
�。�4）用構(gòu)件代碼及中間變量列表達(dá)式形成所需的工程量。代碼不是工程量，工程量是按代碼列式組合計(jì)算出的。代碼開(kāi)放后，就可以利用計(jì)算機(jī)提供的各種代碼變量進(jìn)行組合或者直接得到想要的計(jì)算的工程量。如門窗工程量代碼中提供的“洞口三面尺寸”可以計(jì)算側(cè)壁塊料用量。所以使用熟練后可以直接用代碼組合算出更多構(gòu)件的工程量，達(dá)到少畫圖就能算量的境界。
3.軟件最大限度地遵循手工算量流程
每個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的造價(jià)人員，都有自己的一套算量方法。但是很多初學(xué)算量的人不知道該按照什么樣的流程，其實(shí)任何建筑物都是由若干個(gè)樓層組成的，圖紙也是按照樓層來(lái)設(shè)計(jì)的，所以不論是手工算量還是軟件算量，我們都要建立“層”的概念。
下面以建筑物首層為例，回顧一下在手工算量時(shí)，首層要計(jì)算哪些工程量。
墻、門窗、過(guò)梁、梁、柱——外圍部分；
板——頂蓋部分；
地面、踢腳、墻裙、墻面、天棚——內(nèi)裝修部分；
外勒腳、外墻面——外裝修部分；
樓梯、水池、室內(nèi)回填土——室內(nèi)部分；
陽(yáng)臺(tái)、雨篷、散水、平整地等——室外部分。
而使用圖形算量軟件來(lái)做，上述計(jì)算步驟相對(duì)來(lái)說(shuō)就更好統(tǒng)一，也更簡(jiǎn)單了。建筑物的任何一層都由這六大實(shí)體組成，所不同的是，手工算量需要列出六大實(shí)體的計(jì)算式子，軟件算量則是將六大實(shí)體“搬”入計(jì)算機(jī)。
三、GCL7.0圖形算量軟件特點(diǎn)
要想快速了解軟件，最好從了解特點(diǎn)出發(fā)。在清單計(jì)價(jià)模式下，計(jì)量規(guī)則發(fā)生了許多變化，對(duì)軟件的要求也越來(lái)越高，我們通過(guò)分析手工算量的具體難點(diǎn)，了解軟件的解決方法，也就可以進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)圖形算量軟件的奧妙。
1.各種計(jì)算規(guī)則全部?jī)?nèi)置，不用記憶規(guī)則，軟件將自動(dòng)按規(guī)則扣減
由于軟件直接將清單計(jì)算規(guī)則和各種地方定額規(guī)則內(nèi)置，使用者不用考慮清單計(jì)算規(guī)則和定額規(guī)則有哪些不同，也不用考慮各種構(gòu)件間復(fù)雜的扣減關(guān)系，只要按照軟件的操作提示在相應(yīng)的位置描述構(gòu)件，比如把門窗放在相應(yīng)的墻段上，軟件在計(jì)算墻體是會(huì)自動(dòng)扣減門窗所占體積的。
2.一圖兩算，清單規(guī)則和定額規(guī)則平行扣減，畫一次圖同時(shí)得出兩種工程量
在新建工程時(shí)只要選擇了清單規(guī)則和定額規(guī)則，軟件就會(huì)將所有構(gòu)件按照兩種規(guī)則平行扣減，互不干擾，最終得出兩種不同的量——實(shí)體的清單工程量和實(shí)際的施工量，既滿足了清單模式下招標(biāo)人算量準(zhǔn)確、清楚描述項(xiàng)目名稱，同時(shí)計(jì)算清單量和標(biāo)底的要求，也滿足了清單模式下投標(biāo)人審核招標(biāo)方清單工程量的同時(shí)計(jì)算施工方案量的要求，達(dá)到一圖兩算的目的，大大提高了算量的效率。
3.內(nèi)置清單規(guī)范，智能形成完善的清單報(bào)表
招標(biāo)方的關(guān)鍵是算準(zhǔn)量，并且能夠準(zhǔn)確描述所包含的項(xiàng)目特征和主要工作內(nèi)容，這對(duì)招標(biāo)方清單項(xiàng)目的嚴(yán)謹(jǐn)性有很重要的意義。對(duì)清單項(xiàng)的描述是否清晰，直接影響招標(biāo)方的工程量風(fēng)險(xiǎn)。軟件與清單緊密結(jié)合，完全按照清單規(guī)范設(shè)計(jì)，對(duì)每一實(shí)體即時(shí)選定對(duì)應(yīng)的清單項(xiàng)目，并自動(dòng)生成有12位編碼的報(bào)表，而且可以包含相關(guān)的所有項(xiàng)目特征和工作內(nèi)容。
這樣即可將工程量與清單聯(lián)系起來(lái)，匯總得到標(biāo)準(zhǔn)的符合規(guī)范要求的工程量清單表。它既是招標(biāo)方招標(biāo)文件中不可缺少的部分，也是招標(biāo)方組價(jià)的基礎(chǔ)。
4.完全導(dǎo)入設(shè)計(jì)院CAD圖紙，不用畫圖而直接算量
圖形算量軟件顧名思義是靠圖形來(lái)算量的，所以必須將圖形繪制到軟件中，才會(huì)計(jì)算出量，可是畫圖畢竟也需要時(shí)間，如果對(duì)軟件操作不熟練，時(shí)間也不會(huì)短，那么有沒(méi)有快速的導(dǎo)圖辦法呢？
軟件處理方式：軟件可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)入CAD設(shè)計(jì)文件，如果能得到設(shè)計(jì)院的CAD文件，只需將文件導(dǎo)入，軟件即可快速識(shí)別出文件中的圖形，將圖紙文件中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成算量的模型，構(gòu)件屬性和圖形位置一并讀入�？焖偻瓿蓧�、門窗、柱、梁等最多、最難畫的幾類構(gòu)件的繪制，大大地提高了工作效率。
5.直接導(dǎo)入清單工程量
軟件同時(shí)提供多種方案代碼，在復(fù)核招標(biāo)方提供的清單量的同時(shí)計(jì)算投標(biāo)方自己的施工方案。投標(biāo)方可將清單工程量導(dǎo)入，在定義構(gòu)件屬性的同時(shí)復(fù)核招標(biāo)方提供的清單工程量，并對(duì)每一個(gè)清單項(xiàng)按實(shí)際的施工方案匹配相應(yīng)的消耗量定額，按照兩種規(guī)則同時(shí)計(jì)算定額施工方案量和清單工程量，一圖兩算。
6.軟件在計(jì)算復(fù)雜的工程量時(shí)更顯優(yōu)勢(shì)
房間的裝修一直是手工計(jì)算中最復(fù)雜的，地面、墻面、天棚面、踢腳線、墻裙、吊頂、要計(jì)算的量太多太多。而且塊料、抹灰計(jì)算的規(guī)則又各有不同。柱、梁的位置，門窗立樘位置，直接影響各項(xiàng)抹灰量。此外還會(huì)有獨(dú)立柱，附墻柱的單獨(dú)裝修，多層吊頂，局部地面、天棚的裝修，以及單墻的獨(dú)特裝修等等。如果軟件能夠很好地解決整體裝修的問(wèn)題，所有量得全，細(xì)部量算得準(zhǔn)，確實(shí)會(huì)給預(yù)算人員省去不少重復(fù)勞動(dòng)。
還有很多預(yù)算員最怕算基礎(chǔ)，尤其遇到有地下室或高低不平的情況。因?yàn)榛A(chǔ)里的構(gòu)件是很多的，條基、滿基、柱、墻、梁一點(diǎn)也不比地上部分少，底標(biāo)高又不同，每個(gè)構(gòu)件都要計(jì)算相互間的扣減，計(jì)算起來(lái)是相當(dāng)麻煩的。但以上問(wèn)題應(yīng)用算量軟件來(lái)解決就很輕松、很方便。
（1）房間裝修計(jì)算。利用畫好的墻、梁、板、柱的形狀和位置自動(dòng)形成房間，所有房間的`內(nèi)部裝修量利用內(nèi)置的規(guī)則扣減，自動(dòng)計(jì)算，只要輸入裝修房間命令（點(diǎn)下鼠標(biāo)），任何房間的復(fù)雜裝修都將一次性計(jì)算完畢。
�。�2）基礎(chǔ)計(jì)算�；A(chǔ)層設(shè)置了層高，所有構(gòu)件設(shè)定了底標(biāo)高，軟件就會(huì)按實(shí)際位置及高度根據(jù)規(guī)則扣減。對(duì)于條基、柱基等難算的量可將一層的墻柱復(fù)制下來(lái)，依據(jù)位置形成條基、柱基，截面形狀可以從軟件內(nèi)置的圖形庫(kù)中選取。對(duì)于土方工程量，軟件會(huì)自動(dòng)完成計(jì)算。由于構(gòu)件繁多，不在同一高度引起的基礎(chǔ)計(jì)算難題在軟件中將不復(fù)存在。
綜上所述，用軟件算量可以利用建筑物本身的整體關(guān)聯(lián)性，和計(jì)算機(jī)運(yùn)算優(yōu)勢(shì)結(jié)合快速地計(jì)算所有的工程量，如應(yīng)用布置、復(fù)制、批量修改、工程合并等多種軟件功能，可以多人協(xié)同工作。再加上深入的清單專業(yè)知識(shí)，明確的清單形成流程，將清單和算量緊密得結(jié)合起來(lái)，在畫圖的同時(shí)形成清單格式，導(dǎo)入組價(jià)軟件，直接進(jìn)入到套價(jià)、收費(fèi)程序，可方便地計(jì)算出清單和標(biāo)底。同時(shí)，算量軟件的報(bào)表可將工程量構(gòu)件、樓層、位置逐步細(xì)分輸出，方便核對(duì)查找。計(jì)價(jià)軟件輔助生成分部分項(xiàng)工程費(fèi)、措施費(fèi)、其他項(xiàng)目費(fèi)和整個(gè)報(bào)價(jià)的表格，并將報(bào)表進(jìn)行完善。一個(gè)工程一個(gè)文件，所有工程數(shù)據(jù)全可標(biāo)注在軟件中，算到哪，打開(kāi)工程一目了然。工程轉(zhuǎn)移、另存、管理方便安全，由此讓復(fù)雜的算量工作變得更加準(zhǔn)確、清晰、簡(jiǎn)單、高效，最大限度地解決了算量難的問(wèn)題。
計(jì)算機(jī)輔助工程論文2
摘要：本文介紹了CA精密鑄工藝。重點(diǎn)闡述了計(jì)算機(jī)輔助工程，包括三維CAD、凝固過(guò)程數(shù)值模擬等在精密鑄件研制過(guò)程中的應(yīng)用。IDEAS可以方便地進(jìn)行三維設(shè)計(jì)或逆向工程，獲得三維模型，然后通過(guò)快速成型技術(shù)，能迅速得到鑄造原型;用ProCast對(duì)鑄件的澆注工藝進(jìn)行模擬，以優(yōu)化澆注參數(shù)，消除鑄造缺陷。
關(guān)鍵詞：CA精密鑄造計(jì)算機(jī)輔助工程
1引言：
精密鑄造是用可溶(熔)性一次模型使鑄件成型的方法。精密鑄造的最大優(yōu)點(diǎn)是表面光潔，尺寸精確，而缺點(diǎn)是工藝過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，影響鑄件質(zhì)量的因素多，生產(chǎn)中對(duì)材料和工藝要求很嚴(yán)[1]。在生產(chǎn)過(guò)程中，模具設(shè)計(jì)和制造占很長(zhǎng)的周期。一個(gè)復(fù)雜薄壁件模具的設(shè)計(jì)和制造可能需一年或更長(zhǎng)的時(shí)間。隨著世界工業(yè)的進(jìn)步和人們生活水平的提高，產(chǎn)品的研發(fā)周期越來(lái)越短，設(shè)計(jì)要求響應(yīng)時(shí)間短。特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需做些修改時(shí)，前期的模具制造費(fèi)用和制造工期都白白地浪費(fèi)了。因而模具設(shè)計(jì)和制造成為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的瓶頸。計(jì)算機(jī)輔助工程的發(fā)展，使得傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與新技術(shù)的融合成為可能。三維CAD可以把設(shè)計(jì)從畫圖板中解放出來(lái)，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)過(guò)程，減少出錯(cuò)的幾率。并且隨著快速成型(RP)技術(shù)，特別是激光選區(qū)燒結(jié)工藝(SLS)的發(fā)展[2,3,4]，三維模型可以通過(guò)RP設(shè)備，快速轉(zhuǎn)變成精密鑄造所需的原型，打破了模具設(shè)計(jì)的瓶頸。另外在傳統(tǒng)鑄造中，開(kāi)發(fā)一個(gè)新的鑄件，工藝定型需通過(guò)多次試驗(yàn)，反復(fù)摸索，最后根據(jù)多種試驗(yàn)方案的澆鑄結(jié)果，選擇出能夠滿足設(shè)計(jì)要求的鑄造工藝方案。多次的試鑄要花費(fèi)很多的人力、物力和財(cái)力。采用凝固過(guò)程數(shù)值模擬，可以指導(dǎo)澆注工藝參數(shù)優(yōu)化，預(yù)測(cè)缺陷數(shù)量及位置，有效地提高鑄件成品率。CA精密鑄造技術(shù)就是將計(jì)算機(jī)輔助工程應(yīng)用到精密鑄造過(guò)程中，并結(jié)合其他先進(jìn)的鑄造技術(shù)，以高質(zhì)量、低成本、短周期來(lái)完成復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)和試制。目前，利用CA精鑄技術(shù)，已完成多種航天、航空、兵器等關(guān)鍵部件的試制，取得滿意的效果。
2材料與實(shí)驗(yàn)方法
CA精鑄可應(yīng)用于不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、鋁合金等多種合金，CA精鑄工藝流程見(jiàn)圖1。三維模型可采用IDEAS、UGII、PROE等三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，工藝結(jié)構(gòu)和模型轉(zhuǎn)換采用MagicRp進(jìn)行處理和修復(fù)，在AFSMZ320自動(dòng)成型系統(tǒng)上進(jìn)行原型制作，采用熔體浸潤(rùn)進(jìn)行原型表面處理，凝固過(guò)程數(shù)值模擬采用PROCAST和有限差分軟件進(jìn)行計(jì)算。
3CA精密鑄造工藝的關(guān)鍵問(wèn)題及相關(guān)技術(shù)討論
近年來(lái)，與CA精鑄技術(shù)相關(guān)的三維CAD設(shè)計(jì)、反求工程、快速成型、澆注系統(tǒng)CAD、鑄造過(guò)程數(shù)值模擬(CPS)以及特種鑄造等單體技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，這些成就的取得為集成化的CA精鑄技術(shù)的形成奠定了基礎(chǔ)，促進(jìn)了CA精鑄技術(shù)的迅猛發(fā)展和應(yīng)用。為了使各單體技術(shù)成功地用于CA精鑄，必須消除彼此之間的界面，將這些技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。從而在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中做到真正意義上的先進(jìn)設(shè)計(jì)+先進(jìn)材料+先進(jìn)制造。
3.1三維模型的生成與電子文檔交換
如何得到部件精確的電子數(shù)據(jù)模型，是CA精鑄至關(guān)重要的第一步。隨著三維CAD軟件、逆向工程等技術(shù)的發(fā)展，這項(xiàng)工作變得簡(jiǎn)單而且迅捷。在此主要介紹利用IDEAS進(jìn)行實(shí)體建模和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程。IDEAS9集成了三維建模與逆向工程建模模塊。通過(guò)MasterModeler模塊可以得到復(fù)雜模型(見(jiàn)圖2)，既可以進(jìn)行全幾何約束的參數(shù)化設(shè)計(jì)，又可進(jìn)行任意幾何與工程約束的自由創(chuàng)新設(shè)計(jì);曲面設(shè)計(jì)提供了包括變量掃掠、邊界曲面等多種自由曲面的造型功能。逆向工程Freeform可將數(shù)字化儀采集的點(diǎn)云信息進(jìn)行處理，創(chuàng)建出曲線和曲面，進(jìn)行設(shè)計(jì)，曲面生成后可直接生成RPM用文件，也可傳回主建模模塊進(jìn)行處理(見(jiàn)圖4)。實(shí)體文件生成后需轉(zhuǎn)變成STL文件(見(jiàn)圖3)以作為RP設(shè)備的輸入。轉(zhuǎn)換過(guò)程應(yīng)注意選擇成型設(shè)備名稱，通常選用SLA500，三角片輸出精度在0.005~0.01之間。采用MagicRp處理時(shí)應(yīng)注意乘上25.4，得到實(shí)際設(shè)計(jì)尺寸。
3.2凝固過(guò)程的數(shù)值模擬
3.2.1凝固過(guò)程的數(shù)值模擬原理
鑄造是一個(gè)液態(tài)金屬充填型腔、并在其中凝固和冷卻的過(guò)程，其中包含了許多對(duì)鑄件質(zhì)量產(chǎn)生影響的復(fù)雜現(xiàn)象。實(shí)際生產(chǎn)中往往靠經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)一個(gè)工藝是否可行。對(duì)一個(gè)鑄件而言，工藝定型需通過(guò)多次試驗(yàn)，反復(fù)摸索，最后根據(jù)多種試驗(yàn)方案的澆鑄結(jié)果，選擇出能夠滿足設(shè)計(jì)要求的鑄造工藝方案。多次的試鑄要花費(fèi)很多的人力、物力和財(cái)力。
鑄造過(guò)程雖然很復(fù)雜，偶然因素很多，但仍遵循基本科學(xué)理論，如流體力學(xué)、傳熱學(xué)、金屬凝固、固體力學(xué)等。這樣，鑄造過(guò)程可以抽象成求解液態(tài)金屬流動(dòng)、凝固及溫度變化的問(wèn)題，就是要在給定的初始條件和邊界條件下，求解付立葉熱傳導(dǎo)方程、彈塑性方程。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得求解物理過(guò)程的數(shù)值解成為可能。應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬，可對(duì)極其復(fù)雜的鑄造過(guò)程進(jìn)行定量的描述。
通過(guò)數(shù)學(xué)物理方法抽象，鑄造過(guò)程可表征成幾類方程的耦合：
1熱能守恒方程： 2連續(xù)性方程： 3動(dòng)量方程： 常用的數(shù)值模擬方法主要是有限差分法、有限元法。有限元差分法數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單，推導(dǎo)簡(jiǎn)單易于理解，占用內(nèi)存較少。但計(jì)算精度一般，當(dāng)鑄件具有復(fù)雜邊界形狀時(shí)，誤差較大，應(yīng)力分析時(shí)需將差分網(wǎng)格轉(zhuǎn)換成有限元網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算。有限元法技術(shù)根據(jù)變分原理對(duì)單元進(jìn)行計(jì)算，然后進(jìn)行單元總體合成，模擬精度高，可解決形狀復(fù)雜的鑄件問(wèn)題。無(wú)論采用什么數(shù)值方法，鑄造過(guò)程的數(shù)值模擬軟件應(yīng)包括三個(gè)部分：前處理、中間計(jì)算和后處理。前處理主要為中間計(jì)算提供鑄件、型殼的幾何信息;鑄件和型殼的各種物理參數(shù)和鑄造工藝信息。中間計(jì)算主要根據(jù)鑄造過(guò)程設(shè)計(jì)的物理場(chǎng)，為數(shù)值計(jì)算提供計(jì)算模型，并根據(jù)鑄件質(zhì)量或缺陷與物理場(chǎng)的關(guān)系預(yù)測(cè)鑄件質(zhì)量。后處理是指把計(jì)算所得結(jié)果直觀地以圖形方式表達(dá)出來(lái)。圖5是鑄造過(guò)程的數(shù)值模擬系統(tǒng)組成。
鑄造過(guò)程流場(chǎng)、溫度場(chǎng)計(jì)算的主要目的時(shí)就是對(duì)鑄件中可能產(chǎn)生的縮孔縮松進(jìn)行預(yù)測(cè)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，控制鑄件內(nèi)部質(zhì)量。
通過(guò)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行鑄造過(guò)程的模擬，可以得到各個(gè)階段鑄件溫度場(chǎng)、流場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的分布，預(yù)測(cè)缺陷的產(chǎn)生和位置。對(duì)多種工藝方案實(shí)施對(duì)比，選擇最優(yōu)工藝，能大幅提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品成品率。
3.2.2鑄造過(guò)程數(shù)值模擬軟件[5]
經(jīng)過(guò)多年的研究和開(kāi)發(fā)，世界上已有一大批商品化的鑄造過(guò)程數(shù)值模擬軟件，表明這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。這些軟件大都可以對(duì)砂型鑄造、金屬型鑄造、精密鑄造和壓力鑄造等工藝進(jìn)行溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和流場(chǎng)的數(shù)值模擬，可預(yù)測(cè)鑄件的縮孔、疏松、裂紋、變形等缺陷和鑄件各部位的纖維組織、并且與CAD實(shí)體模型有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，可將實(shí)體文件用于有限元分析。
ProCAST是目前應(yīng)用比較成功的鑄造過(guò)程模擬軟件。在研制和生產(chǎn)復(fù)雜、薄壁鑄件和近凈型鑄件中尤能發(fā)揮其作用。是目前唯一能對(duì)鑄造過(guò)程進(jìn)行傳熱-流動(dòng)-應(yīng)力耦合分析的系統(tǒng)。該軟件主要由八大模塊組成：有限元網(wǎng)格剖分，傳熱分析及前后處理，流動(dòng)分析，應(yīng)力分析，熱輻射分析，顯微組織分析，電磁感應(yīng)分析，反向求解等。
它能夠模擬鑄造過(guò)程中絕大多數(shù)問(wèn)題和物理現(xiàn)象。在對(duì)技術(shù)充型過(guò)程的分析方面，能提供考慮氣體、過(guò)濾、高壓、旋轉(zhuǎn)等對(duì)鑄件充型的影響，能構(gòu)模擬出消失模鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等幾乎所有鑄造工藝的充型過(guò)程，并對(duì)注塑、壓蠟?zāi)：蛪褐品勰┎牧系鹊某湫瓦^(guò)程進(jìn)行模擬。ProCAST能對(duì)熱傳導(dǎo)、對(duì)流和熱輻射三類傳熱問(wèn)題進(jìn)行求解，尤其通過(guò)“灰體凈輻射法”模型，使得它更擅長(zhǎng)解決精鑄尤其是單晶鑄造問(wèn)題。應(yīng)力方面采用彈塑性和粘塑性模型，使其具有分析鑄件應(yīng)力、變形的能力。
對(duì)鑄件進(jìn)行分析時(shí)，簡(jiǎn)單的模型網(wǎng)格可以直接在ProCAST生成。復(fù)雜模型可以由IDEAS等軟件生成，劃分網(wǎng)格后輸出*.unv通用交換文件，該文件應(yīng)帶有節(jié)點(diǎn)和單元信息。Meshcast模塊讀入網(wǎng)格文件后輸出四面體單元用于前處理。PreCast對(duì)模型進(jìn)行材料、界面?zhèn)鳠�、邊界條件、澆注速度等參量進(jìn)行定義，最后由ProCAST模塊完成計(jì)算。
應(yīng)用IDEAS與ProCAST，我們對(duì)某發(fā)動(dòng)機(jī)部件進(jìn)行了凝固過(guò)程模擬。該部件由于有一個(gè)方向尺寸較薄，澆注過(guò)程中極易發(fā)生裂紋與變形，通過(guò)模擬，對(duì)澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，減少應(yīng)力集中，防止變形和開(kāi)裂，取得明顯的效果。
結(jié)論：
1.計(jì)算機(jī)輔助工程與精密鑄造結(jié)合而成的CA精密鑄造技術(shù)具有很強(qiáng)的通用性，可以縮短研制周期，節(jié)約開(kāi)發(fā)成本;
2.IDEAS與RPOCAST的配合，可以對(duì)復(fù)雜件進(jìn)行鑄造過(guò)程數(shù)值模擬;
3.計(jì)算機(jī)凝固模擬技術(shù)可用于復(fù)雜件的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，并能較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)缺陷及其位置、變形開(kāi)裂傾向，用于指導(dǎo)澆注系統(tǒng)的優(yōu)化。
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