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ProCAST说明书

第一章ProCAST简介

1.1序

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。

1.2ProCAST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ProCASTTM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ProCASTTM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。

1.3ProCAST材料数据库

ProCASTTM可以用来模拟任何合金，从钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍

基、钛基和锌基合金，以及非传统合金和聚合体。

ESI旗下的热物理仿真研究开发队伍汇集了全球顶尖的五十多位冶金、铸造、

物理、数学、计算力学、流体力学和计算机等多学科的专家，专业从事ProCAST和

相关热物理模拟产品的开发。得益于长期的联合研究和工

业验证，使得通过工业验证的材料数据库不断地扩充

和更新，同时，用户本身也可以自行更新和扩展材料数据。

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除了基本的材料数据库外，ProCAST还拥有基本合金系统的热力学数据库。这

个独特的数据库使得用户可以直接输入化学成分，从而自动产生诸如液相线温度、

固相线温度、潜热、比热和固相率的变化等热力学参数。

1.4ProCAST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。

1.4.1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。

1.4.2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，ProCASTTM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。

1.4.3裹气

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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