Magma鑄造CAE模擬

《Magma鑄造CAE模擬》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《Magma鑄造CAE模擬（82頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、Magma操作STL導(dǎo)入點(diǎn)擊“preprocessor”進(jìn)入“MAGMApre”界面，依次導(dǎo)入相應(yīng)的構(gòu)件，保存。Mesh劃分網(wǎng)格如上圖所示，Magma共提供以上四種劃分網(wǎng)格方法：自動(dòng)劃分、標(biāo)準(zhǔn)劃分、高級(jí)、高級(jí)2。其中，自動(dòng)劃分是指用戶(hù)自己制定劃分的總的網(wǎng)格數(shù)，Magma自動(dòng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整劃分實(shí)體，標(biāo)準(zhǔn)劃分是指鑄型等不需要很高精度的部分進(jìn)行的一種比較粗略的劃分，如果需要對(duì)某一部分進(jìn)行更細(xì)的劃分，那么用戶(hù)可以在“高級(jí)”中進(jìn)行制定網(wǎng)格大小，甚至可以在“高級(jí)2”中對(duì)更進(jìn)一步的某些部分進(jìn)行更細(xì)的網(wǎng)格劃分。自動(dòng)劃分是用戶(hù)可以制定計(jì)算部分的大約網(wǎng)格數(shù)、是否生成殼、是否核心劃分、是否針對(duì)解法5進(jìn)行劃分。Sol

2、ver5是一種針對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件的網(wǎng)格劃分方法。1.2.4 網(wǎng)格劃分1.根據(jù)網(wǎng)格總量劃分1）打開(kāi)選擇功能表enmeshment,則mesh generation的視窗就出現(xiàn)；2）選擇automatic ,輸入網(wǎng)格總數(shù)量；3）選擇generate 劃分。按照網(wǎng)格總數(shù)劃分標(biāo)準(zhǔn) 高級(jí) 更高級(jí)2.根據(jù)單元網(wǎng)格三維尺寸劃分按網(wǎng)格三維尺寸劃分1）操作步驟：（1）選擇功能表enmeshment,則mesh generation的視窗即出現(xiàn)；（2）選擇standard模式定義標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格化參數(shù)(如圖 1.2.4-2)；（3）若standard模式不符劃分需求,選擇advanced和advanced2模式 ,來(lái)局部

3、區(qū)域細(xì)分；依據(jù)個(gè)人需求,改變預(yù)設(shè)的參數(shù),參數(shù)說(shuō)明后面3）中敘述。（4）選擇calculate,測(cè)試產(chǎn)生網(wǎng)格數(shù)；（5）假如接受測(cè)試結(jié)果,選擇generate正式產(chǎn)生網(wǎng)格。網(wǎng)格數(shù)量2）劃分準(zhǔn)則1、Wall thichness 網(wǎng)格劃分最小結(jié)構(gòu)厚度。2、Accuracy 精度3、Element size網(wǎng)格大小 4、Option。其中Wall thichness和Element size一般設(shè)成一樣大小。3）參數(shù)說(shuō)明（1）wall thickness(壁厚) 粗分網(wǎng)格；幾何中只要有壁厚小于設(shè)定值的地方就不會(huì)有網(wǎng)格產(chǎn)生,單位是mm 。（2）Accuracy 、Element size 細(xì)化網(wǎng)格；Acc

4、uracy 控制格子大小要再分割幾等分。例如值3將更進(jìn)一步分成三等份。但是也不是硬性分割,還是有一個(gè)限定值就是element size,如果細(xì)分的網(wǎng)格大小小于element size就不會(huì)再細(xì)分下去。element size定義網(wǎng)格的三維值,它的優(yōu)先度高于accuracy,單位是mm。（3） 在參數(shù)accuracy和element size使用后仍不滿意效果時(shí)選擇option選項(xiàng)。Smoothing 是兩相鄰格子長(zhǎng)度的比值, 若比值大于設(shè)定值, 較大的格子就會(huì)再被細(xì)分,內(nèi)定值是2。Ratio 類(lèi)似smoothing然而smoothing是兩個(gè)相鄰格子長(zhǎng)度的比值,而ratio是單一格子長(zhǎng)寬比,以

5、避免不平衡的外觀比率。注意：網(wǎng)格產(chǎn)生后請(qǐng)注意右下角Mesh info所顯示的訊息,尤其是警告訊息,若是嚴(yán)重的警告,必須解決(模型、網(wǎng)格參數(shù)),重新劃分網(wǎng)格才能繼續(xù)仿真的工作。3. 查看網(wǎng)格質(zhì)量1）選擇主劃面post processoron geometry ；如下：圖 1.2.4-4 后處理工作界面2）點(diǎn)擊materials后，按住Ctrl點(diǎn)選材料，點(diǎn)擊Apply；則顯示幾何體；3）選擇results mesh quality，顯示網(wǎng)格質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。MAGMA使用不同顏色表示一些有問(wèn)題的網(wǎng)格,主要有三類(lèi)：A：黃色Connecting over edge only表示cast材料與其他材料只有邊接

6、觸,這樣會(huì)有問(wèn)題,因?yàn)闊峒安牧狭鲃?dòng)只可以從接觸面進(jìn)出。B：淡藍(lán)色Blocked cells表示cast材料與inlet材料沒(méi)有連接起來(lái),這可能是因?yàn)閕nlet沒(méi)建好。C: 深藍(lán)色Thin wall cells表示幾何材料的壁厚為一層cells(網(wǎng)格), 正常幾何邊與邊接觸面積至少要3個(gè)cell厚,否則金屬液流速過(guò)快導(dǎo)致充激與摩擦,得到不正確的流動(dòng)仿真結(jié)果。參數(shù)設(shè)定選擇鑄造方法設(shè)定材料等參數(shù)1.2.5參數(shù)設(shè)置一般流程：模型、過(guò)程計(jì)算選擇 材料設(shè)置 傳熱系數(shù)定義 特殊工藝設(shè)置 充型定義 凝固定義 應(yīng)力定義 準(zhǔn)備仿真內(nèi)容。具體操作如下：模型與場(chǎng)的選擇金屬模(permanent)和砂模(sand mo

7、ld)。金屬模只有批次執(zhí)行（循環(huán)）和應(yīng)力計(jì)算，砂模有充型計(jì)算、凝固計(jì)算、應(yīng)力計(jì)算。計(jì)算充型計(jì)算凝固計(jì)算應(yīng)力圖1.2.5-1模型選擇2. 材料設(shè)置1）選擇材料類(lèi)型；2）點(diǎn)擊select data；3）選擇具體材料。+材料叢集(material class)是可展開(kāi)和收合的(expand、hide)；-材料群組(material group) 是不可展開(kāi)和收合的。若要定義材料：+是對(duì)整個(gè)材料組定義相同材料；-對(duì)個(gè)別材料定義。圖 1.2.5-2材料設(shè)置4）舉例：對(duì)Cast Alloy定義材料,先點(diǎn)選+ Cast Alloy在點(diǎn)select data ,出現(xiàn)database對(duì)話框。如：點(diǎn)擊進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)M

8、AGMA、GLOBAL、USER、Project圖 1.2.5-3 材料選擇Cast Alloy材料定義完ok后,下列材料參數(shù)自動(dòng)顯示在視窗內(nèi)：Liquidus temperature (液態(tài)溫度)Solidus tempeature (固態(tài)溫度)Initial temperature (初始溫度)根據(jù)需要，點(diǎn)下面parameter按鈕，改變初始溫度。3. 傳熱系數(shù)定義 1） 選擇材料組接觸對(duì)；2） 點(diǎn)擊select data；3） 選擇具體傳熱系數(shù)。圖 1.2.5-4傳熱系數(shù)定義方法：鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)選材料群組接觸對(duì)，按住shift鍵可多選材料對(duì),然后指定HTC?？梢园词髽?biāo)中鍵跳出HTC視窗或點(diǎn)選

9、select data,內(nèi)定的database是MAGMA。4. 特殊工藝設(shè)置1） 弄清各項(xiàng)含義；2） 選擇需要定義的選項(xiàng)；3） 選擇該項(xiàng)的parameters ；4） 在parameters 中出現(xiàn)的界面中進(jìn)行設(shè)置；5） 點(diǎn)擊YES。以下是各項(xiàng)含義：觸變鑄造半固體鑄造翻轉(zhuǎn)鑄造鋁合金低壓鑄造？壓力鑄造傾斜鑄造砂型滲透率排氣孔澆包設(shè)置拔塞涂料浸漬、激冷旋轉(zhuǎn)輻射效應(yīng)開(kāi)箱？淬火具體什么工藝具體什么鑄造方法圖 1.2.5-5鑄造方法、工藝cosworth process 設(shè)置界面如下：澆注速率計(jì)算泵的設(shè)置旋轉(zhuǎn)設(shè)置圖 1.2.5-6 cosworth process設(shè)置界面5. 充型定義圖 1.2.5-

10、7充型設(shè)置1）use solver（求解器） 選擇： solver 1 采用的熱能方程式不允許熱通過(guò)自由表面，所以不適合有噴射效應(yīng)的流動(dòng)，比較適合簡(jiǎn)單的底注方式。注意：如果用solver 1則有一些功能不能用，例如dump（傾斜）； multiple inlet （并聯(lián)澆口) ；venting（排氣）；tilt（傾斜）等功能。solver 2 連續(xù)方程式；動(dòng)能方程式及熱能方程式，采Euler equation以非黏性流體來(lái)計(jì)算，并允許熱流經(jīng)自由表面，也允許高雷諾數(shù)的流動(dòng)。solver 3 類(lèi)似solver 2但動(dòng)能方程式采用Navier-Stokes equation以黏性流體來(lái)計(jì)算。solv

11、er 4 類(lèi)似solver 3，主要的差異在于計(jì)算的時(shí)間和步驟不同。注意：建議對(duì)系統(tǒng)的仿真采用Solver 3 或Solver 4；準(zhǔn)確性高。2）充型依據(jù)：時(shí)間、速率、壓力。2.： （1）充型速率為依據(jù)A：一個(gè)澆口a.在filling depends點(diǎn)選pouring rate選項(xiàng)；b.跳出 pouring rate definition的視窗出來(lái)，見(jiàn)圖1.2.5-9；c.根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)(x y)來(lái)定義,輸入數(shù)據(jù)時(shí)中間空一格，然后選insert或是按enter鍵來(lái)確認(rèn)，左邊的pouring rate曲線則顯示出來(lái)。如圖 1.2.5-9圖 1.2.5-8澆注速率為充型依據(jù)圖 1.2.5-9 澆注速率

12、設(shè)置B：多個(gè)澆口圖 1.2.5-10兩個(gè)澆口澆注 a.選擇其中一個(gè)inlet；b.然后按parameters鍵,則pouring rate definitions視窗顯示出來(lái)；c.輸入體積流動(dòng)率曲線資料如同單個(gè)澆口速率設(shè)置所述,然后按ok鍵；d.對(duì)每個(gè)inlet設(shè)定重復(fù)上面的步驟直到完成,自動(dòng)回到充型設(shè)置視窗。注意：1.multiple inlets只能使用在solver 2,3,4；2.每個(gè)inlet的流入方向必須是相同的(例：重力鑄造是-Z方向)；3.所有inlet的充型條件必須都定義pouring rate方式。(2) 壓力為依據(jù)pressure這個(gè)選項(xiàng)是入口(inlet)的壓力,表示值

13、為表壓力=絕對(duì)壓力大氣壓力。同樣以一群坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)定義壓力曲線。數(shù)據(jù)輸入同速率數(shù)據(jù)輸入：圖 1.2.5-11 澆注壓力設(shè)置注意：這里不能定義負(fù)值，否則不能進(jìn)行充型計(jì)算。3) Filling direction（充型方向）整個(gè)場(chǎng)的方向x,y,z都不能去改變,并代表著某些意義：0代表該方向上沒(méi)有流動(dòng)1沿著軸的正方向-1沿著軸的負(fù)方向充填方向?yàn)閹缀沃衖nlet的澆注方向，且只能是三軸中某一個(gè)方向，在重力鑄造內(nèi)Z軸為-1。4) Storing data（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）(1) 選擇automatic；（2) 選擇automatic、time、percent；（3）輸入數(shù)據(jù)。輸入時(shí)數(shù)據(jù)之間要空格。 儲(chǔ)存的方式：a

14、utomatic 每10 % 就儲(chǔ)存一次。time 指定任何時(shí)間(仿真過(guò)程)來(lái)儲(chǔ)存資料percent 指定任意% 來(lái)儲(chǔ)存資料6. 凝固定義 1）設(shè)定 temperature from filling（凝固開(kāi)始溫度）設(shè)定yes表示凝固的開(kāi)始溫度是根據(jù)前一充填仿真過(guò)程計(jì)算而得的溫度資料,如果是no則是使用資料庫(kù)中固定的溫度。（一般定義成YES）。2）選擇use solversolver 1 這個(gè)處理程式可以得到較粗略但較省時(shí)的仿真結(jié)果,當(dāng)程式發(fā)生不穩(wěn)定,會(huì)自動(dòng)調(diào)整計(jì)算間距以加快計(jì)算速度。solver 2 這個(gè)處理程式計(jì)算間距比solver 1小。solver 3 這個(gè)處理程式計(jì)算間距比solver

15、 2更小,但在計(jì)算精度和花費(fèi)時(shí)間可取得平衡。solver 4 這個(gè)處理程式計(jì)算精確度最好。3）設(shè)置停止計(jì)算依據(jù)（stop simulation）停止模擬具體什么準(zhǔn)則？圖 1.2.5-12凝固設(shè)置aut automatic 當(dāng)鑄件溫度已低于凝固溫度,MAGMA就自動(dòng)停止計(jì)算,自動(dòng)默認(rèn)。time 指定時(shí)間作為停止準(zhǔn)則。temperature 指定溫度值作為停止準(zhǔn)則。stop value 接續(xù)前面停止準(zhǔn)則,輸入數(shù)值。4） 激活補(bǔ)縮計(jì)算（calculate feeding）5） 定義補(bǔ)縮效率（feeding effectivity）指這個(gè)收縮比率（凝固后體積與液體體積比）,如果材料數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)此信息,則內(nèi)

16、定值是30%。(例：AC8A鋁合金是50%)。6） temperature criterion 1 （標(biāo)準(zhǔn)溫度1）根據(jù)Niyama收縮準(zhǔn)則所設(shè)定的溫度,內(nèi)定值是固相線溫度加上凝固區(qū)間(Tliquidus-Tsolidus)的10%。7） temperature criterion 2 （標(biāo)準(zhǔn)溫度2）這個(gè)溫度，是計(jì)算冷卻速率和冷卻梯度的準(zhǔn)則。內(nèi)定值是液態(tài)溫度加2(Tliquidus +2)。8） Storing data操作步驟同充型存儲(chǔ)操作。圖 1.2.5-13 凝固存儲(chǔ)方式7. 應(yīng)變過(guò)程設(shè)置1） 選擇以下選項(xiàng)；2） 打開(kāi)parameters ；3） 在打開(kāi)界面中定義；4） 選擇YES。1.選

17、擇需要計(jì)算應(yīng)力的材料類(lèi)型；2.(Oc D8t*PGb仿真分析,有限元,模擬,計(jì)算,力學(xué),航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent,CFD,CAE,CAD,CAM用戶(hù)自定義應(yīng)力邊界條件；3.過(guò)程中應(yīng)力計(jì)算的選擇和應(yīng)力判據(jù)的選擇；4.熱裂判斷；5.機(jī)械性能計(jì)算?圖 1.2.5-14 應(yīng)力設(shè)置Calculate maching 是計(jì)算機(jī)械性能還是機(jī)加工？計(jì)算過(guò)程中不能進(jìn)行。后處理中沒(méi)有力學(xué)性能判據(jù)。8. 循環(huán)設(shè)置 應(yīng)用于金屬模具中。如下：圖 1.2.5-15 循環(huán)設(shè)置操作步驟：1）定義循環(huán)數(shù)目（number of c

18、ycle）cycle number 循環(huán)的序號(hào)。do filling yes表示執(zhí)行充填仿真 ； no不執(zhí)行充填仿真。fill results yes表示儲(chǔ)存充填仿真結(jié)果 ； no不儲(chǔ)存結(jié)果。solid results yes表示儲(chǔ)存凝固仿真結(jié)果； no不儲(chǔ)存結(jié)果。consider casting yes鑄件頂出后,鑄件和模具的仿真都繼續(xù)； no鑄件頂出后,只有模具的仿真繼續(xù)。如果只想儲(chǔ)存后面的循環(huán),也就是穩(wěn)定狀態(tài)的結(jié)果,設(shè)定no比較節(jié)省計(jì)算時(shí)間。wait time 指閑置時(shí)間(如生產(chǎn)中斷)。2）定義開(kāi)模（die opening）兩種設(shè)定方式：a：凝固溫度(鑄件)b：時(shí)間(相對(duì)于循環(huán)開(kāi)始時(shí)間)

19、3）定義關(guān)模（die closing） 同上有兩種設(shè)定方式：a：凝固溫度(鑄件)b：時(shí)間(相對(duì)于循環(huán)開(kāi)始時(shí)間)4）定義停頓時(shí)間（lead time） 從模具打開(kāi)到下個(gè)循環(huán)模具關(guān)閉的等待時(shí)間。9. 準(zhǔn)備仿真內(nèi)容圖 1.2.5-16 準(zhǔn)備仿真內(nèi)容注意：進(jìn)入后處理時(shí)沒(méi)有進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換則在這里必須轉(zhuǎn)換，否則不能進(jìn)行計(jì)算。仿真模擬1.2.6仿真計(jì)算圖 1.2.6-1 仿真計(jì)算參數(shù)含義：1. star：仿真計(jì)算開(kāi)始；2. stop：仿真計(jì)算停止；stop 注意：當(dāng)按下stop時(shí)須等到視窗出現(xiàn)仿真結(jié)束才可以繼續(xù)下一步驟；3. dump：仿真的狀態(tài)(結(jié)果)及所有的訊息都會(huì)存到一個(gè)檔案里,但仿真照常繼續(xù),若后面終

20、止仿真狀況發(fā)生停止和錯(cuò)誤,則只要再按restart仿真又會(huì)接續(xù)計(jì)；4. dismiss ：關(guān)閉仿真計(jì)算視窗；5. read ：讀取仿真紀(jì)錄檔,再啟動(dòng)仿真后可看上次的結(jié)果；6. 視窗左邊是仿真進(jìn)度(%)顯示,如果在仿真中你想看某個(gè)材料的仿真進(jìn)度,從MAGMA主界面的 info（信息）選擇 percent filled會(huì)啟動(dòng)操作界面；7. 不同顏色的溫度線含義：紅色線(Tmax) 顯示熔融狀態(tài)的最高溫度；綠色線(Tavg) 顯示熔融狀態(tài)的平均溫度；藍(lán)色線(Tmin) 顯示熔融狀態(tài)的最低溫度；淡藍(lán)色線(Tsol) 顯示熔融金屬固態(tài)線；黃色線(Tliq) 顯示示熔融金屬液態(tài)線。8. 計(jì)算中,可能會(huì)顯示

21、訊息視窗：Warning和Error 區(qū)別如下：Warning：告訴操作者可能有問(wèn)題會(huì)發(fā)生,但是仿真照常進(jìn)行,許多的警告訊息是輸入的參數(shù)可能不對(duì)，可能導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間變長(zhǎng)或錯(cuò)誤結(jié)果。建議使用者檢查參數(shù)幾何體、網(wǎng)格或傳熱條件,若一切無(wú)誤再繼續(xù)仿真。Error：告訴操作者遇到仿真計(jì)算程序中無(wú)法自行克服的問(wèn)題發(fā)生。錯(cuò)誤訊息會(huì)告訴使用者如何處理。查看結(jié)果充型1、 耦合溫度場(chǎng)耦合溫度場(chǎng)的計(jì)算采用的是工字型件。t = 0.401s t=0.501st=0.700st=0.800st=1.001st=1.202st=1.401s t=1.501st=1. 802s t=2.001st=2.201st=2.501

22、st=3.00st=3.500t=4.001st=4.501st=5.00s2、 充型速度場(chǎng)共十七圖，粘三圖t=0.501st=1.802st=4.001s3、 充型壓力場(chǎng)共十七圖，選粘三圖t=0.501st=1.802st=4.001s4、 判據(jù)1）沖蝕模具（夾渣？）2）Filltime3）空氣接觸（AirContact）4）流動(dòng)距離（Flow len）5）Material Age6）Wall Contact5.、 卷氣（Air Entrapment）6、 空氣壓力（Air Pressure）7、 示蹤粒子8、 澆不足、冷隔澆不足提示：澆不足示例：凝固 1、 判據(jù)梯度冷卻速度LIQTOSOL（液固相比例）SOLTIME（固態(tài)時(shí)間？）FEEDMOD新山判據(jù)FEEDINGPOROSITY（縮松）FSTIME-69（？）熱節(jié) 2、 液相率 3、 固相率 4、 溫度應(yīng)力Magma給出的應(yīng)力有凝固10%、50%、90%以及100%時(shí)的應(yīng)力和位移，另外還有各個(gè)的切應(yīng)力和最大最小主應(yīng)力等。1、 判據(jù)Initialyeildstress，凝固90.07%，時(shí)間1h23min28s熱烈傾向2、 位移0h51min04s ，50.30%1h23min28s,90.07%100%3、 應(yīng)力1）stress X、Y、Z2）切應(yīng)力3）最大、最小主應(yīng)力 （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正，謝謝!）