『原创』铸造仿真模拟软件JSCAST的介绍（内含算例）

铸造C A E系统——JSCAST简介：

一 铸造CAE的应用背景：

在铸造领域：

1、产业的全球化导致了铸造产品竞争的日益激烈。即：低成本化，短生产周期化，高品质化。

2、摆脱[凭传统经验和反复试作来解决铸造缺陷问题]的旧方法。

3、熟练技术工人的高龄化，年轻技术员的制造业脱离等社会现象导致了铸造技术传授的日趋困难。

由于上述原因，铸造工艺设计员渴望用法简单而又实用的铸造模拟技术的出现。

二 JSCAST概要：

JSCAST适用于几乎所有的铸造工艺及合金的充型及凝固过程的数值解析。通过充型流动形态可预测充填不良·卷气等缺陷。通过凝固时间·温度梯度可预测缩孔等缺陷的发生。在缩短试作时间·降低铸件成本·优化铸造工艺，及相关技术的累积与传授等应用方面是最好的C A E铸造工艺专用系统。

JSCAST是一种可对铸造工艺中熔化金属的流动及凝固进行模拟的软件。可以显示金属液是如何流动和注入的；可以模拟注入完成后的凝固过程；而且还可以预测各种模具将会产生哪些缺陷，通过电脑确定最佳铸造方案，并配有图文、图表说明，3D的图示使您一目了然。甚至对壁厚不到 1mm 且形状复杂的铸件也可模拟。另外，即使产品数据与方案数据不同，也可在预处理器上将两种数据结合起来。该系统采用校准公差（Calibration Tolerance）模型，以及规则和不规则混合要素（增加了三角要素），因此精度较高。

三 JSCAST的应用：

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浇注——>充型完毕——>凝固完毕——>冷却完毕

1 重量计算系统——>对铸件、浇口等不同部位精确的进行重量计算

2 充型计算系统——>预测流动缺陷（充填不良，冷隔缺陷，夹杂缺陷）

3 凝固计算系统——>预测凝固缺陷（缩孔，热裂，偏析，铸型温度分析）

4 热应力计算系统——>预测热应变缺陷（变形，裂纹，收缩）

四 JSCAST的功能：

标准模块功能：

·凝固时间 ·温度剃度 ·G/R ·铸件温度分布 ·铸型温度分布

四个高级模块独有功能及特性：

一 规则——不规则混合网格

特点：提高铸件薄壁处·弯曲面的形状近似精度及解析精度，既保证了操作的简洁性，又能提高计算精度，因而减少用户负担。

1、铸件及铸型内部仍采用直交单元，薄壁处，弯曲或倾斜面附近则采用不规则单元进行网格划分

2、预处理器的操作性能，与直交网格划分相同

3、流动解析及凝固解析均采用直接差分法（DFDM）

二 球墨铸铁缩孔缺陷预测

特点：导入了其他商用凝固解析软件尚未考虑到的因素，从而提高球墨铸铁件的缩孔预测精度。

1、凝固收缩

2、球墨析出时的体积膨胀

3、铸物与铸型的变化

4、来自浇冒口的液体补缩机理

三 考虑背压的充型流动解析

特点：铸型型腔内部未充填部位的空气压力（背压）变化及通过排气孔或脱型销缝隙的排气也计算在内，可现实与实际充型过程更接近的流动模拟结果。

1、通过排气孔或脱型销缝隙的排气

2、液体金属内部细小气泡的卷入

3、充型过程中背压变化及背压对液体金属流动的影响

四 铝合金铸件缩松缺陷预测

特点：导入了铝合金铸件特有的缩孔缩松形成机理（其他商用流动·凝固解析软件尚未考虑），从而提高解析精度。

1、液体金属自由表面碰撞时，氧化膜的破碎

2、液体内部氧化膜的卷入

3、以氧化膜为基体，氢气泡的形核及生长

4、氢气浓度及压力的影响

工程管理模块：

1 CAD界面：3维CAD3维CAD：STL

2 前处理器：形状模型输入，重量计算，铸件厚壁位置的显示功能

3 主计算器：流动与凝固过程的数值计算

4 后处理器：计算结果的显示功能