JSCAST軟件說明
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JSCAST概述
JSCAST是由日本小松軟件（現(xiàn)在名稱：高力科）與大阪大學聯(lián)合研發(fā)的鑄造專用模擬軟件。目前為由高律科（上海
）信息系統(tǒng)有限公司總代理的日本銷售業(yè)績首屈一指的鑄造CAE軟件。首版于1986年在日本市場推出，在2007年正式登陸中國。適用于各種鑄造工藝及合金的充型及凝固過程的數(shù)值解析。通過充型流動模擬可預測充填不良、卷氣等缺陷；通過凝固模擬可預測縮孔等缺陷的發(fā)生。在縮短試作時間、降低鑄件成本、優(yōu)化鑄造工藝、提高企業(yè)聲譽等應用方面，JSCAST擁有熟練地模擬分析。
鑄造CAE專用集成分析軟件JSCAST，以操作簡單，功能齊全，模擬精度高，計算速度快等為主要特點，適用于以壓力鑄造和重力鑄造為代表的幾乎所有的鑄造工藝及各種合金材料和造型材料。可根據(jù)充填流動，速度分布等計算結果，準確預測卷氣，夾雜，充填不良，冷隔，流痕等流動缺陷，也可根據(jù)凝固順序，凝固時間，溫度梯度，新山判據(jù)等，準確預測縮孔，縮松，氣孔等凝固缺陷。[2]
JSCAST的發(fā)展歷程 1986年,JSCAST的前身SOLDIA，由小松軟件的長坂悅敬博士及村上俊彥先生聯(lián)合日本大阪大學的大中逸雄教授共同研發(fā)而成,并投入市場,成為日本國內首家鑄造CAE軟件。
1995年,在倫敦召開的國際會議(MCWASP-VII, TMS, 1995)上,由大阪大學的大中逸雄教授和朱金東教授負責開發(fā)的充型流動主計算器，因計算性能出色,充型流動的模擬結果最接近實際（投射X光觀察到的鋁合金砂型鑄造）,JSCAST榮獲最佳充型流動模擬獎。 1999年至2003年,由日本NEDO(新能源-產業(yè)技術綜合開發(fā)機構)授權,由素形材中心（The Materials Process Technology Center）委托開發(fā)，JSCAST成為大學聯(lián)合型（產學研）攻關項目。開發(fā)目標：面向中小鑄造企業(yè)的鑄造部門，產品設計部門，研究所等推廣普及高附加價值的三維流動及凝固過程的數(shù)值解析系統(tǒng)。 2005年8月,JSCAST中文版開始銷售。至此,JSCAST已經(jīng)成功銷售了近800套，擁有500多家客戶,是日本銷量首屈一指的鑄造模擬軟件。并且JSCAST在日本已成功舉辦了18次用戶大會。根據(jù)用戶的意見反饋和JSCAST團隊的不斷努力，JSCAST已成為真正面向用戶，面向工程實際的鑄造分析和優(yōu)化系統(tǒng)。
適用范圍及特點 鑄造工藝： 1.壓鑄，低壓鑄造；
2.砂型鑄造，金屬型鑄造；
3.精密鑄造，殼型鑄造；
4.重力鑄造，傾斜鑄造；
5.減壓鑄造，差壓鑄造；
6.半固態(tài)鑄造；真空鑄造； 適用材料： 1.鑄鐵，鑄鋼，高錳鋼，不銹鋼，高溫合金； 2.純金屬，鋁合金，鎂合金，銅合金，鈦合金； 3.發(fā)熱材料，保溫材料，絕熱材料； 4.冷鐵，冷卻水，冷卻空氣，加熱器； 5.金屬模具，砂型（生砂，呋喃樹脂砂），型殼(陶瓷,石膏),型芯； 主要特點： 在JSCAST研發(fā)過程中，通過與模擬試驗（早期：水模型，近10年來:透過X光）及實際鑄件的驗證，不斷改進其模擬結果與實際結果的逼真度。在日本國內及國際上，曾數(shù)次獲得不同獎勵。 例如：1995年倫敦召開的鑄造模擬國際會議中，因充型流動模擬精度高（與透過X光直接觀察結果比較），榮獲最佳型流動模擬獎。 其他獎勵請參考第6張幻燈片。日本國內用戶及寧波用戶（主要為壓鑄模具制造商和壓鑄生產商）對JSCAST有較高的評價，用戶一致認為，JSCAST流動模擬精度高，基本與實際流動情況相符。據(jù)寧波用戶普遍反映，導入JSCAST軟件后，一年內可將投資成本收回。
在壓力鑄造工藝的優(yōu)勢 同其他軟件相比，JSCAST在考慮背壓的流動解析時，具有明顯優(yōu)勢。不但計算速度快，而且卷氣缺陷預測精度高。在“局部加壓技術的應用與參數(shù)優(yōu)化”方面，通過大量研究及驗證，建立了一套優(yōu)化局部加壓工藝參數(shù)的具體方法。目前，正在實施“破斷チル層（破斷Chill層）的形成及卷入”的基礎研究，預計明年將會面向客戶發(fā)布。網(wǎng)格剖分可采用非等間距垂直剖分和混合網(wǎng)格（鑄件及模具內部為垂直網(wǎng)格，鑄件與模具界面附近為非垂直網(wǎng)格）剖分。可提高內澆口，溢流槽與鑄件連接處等重要部位的網(wǎng)格剖分精度，從而提高流動模擬精度。與FEM（有限元）軟件相比，不需要手動剖分網(wǎng)格，節(jié)省操作時間和勞動強度。壓鑄專用功能：可模擬壓缸（壓鑄料筒）內部的流動。[1]
分析模塊 JSCAST由基本模塊和6個高級可選模塊構成。用戶可以靈活地選擇這些模塊。對于普通用戶，可只選擇JSCAST的基本模塊。對于有更高要求的用戶，則需要有高級可選模塊與基本模塊搭配。 基本模塊： 1.各種鑄造工藝的流動，凝固解析
2.垂直網(wǎng)格 3.流動停止 4.考慮過濾網(wǎng)的充型流動 5.傾斜鑄造 6.多段分時澆注 7.連續(xù)（循環(huán)）鑄造 8.縮孔缺陷定量預測等 高級可選模塊： 1)規(guī)則-不規(guī)則混合網(wǎng)格模塊 不僅提高了薄壁件及曲面形狀鑄件的形狀近似精度，更提高了流動及凝固的解析精度。最適用于(壓鑄中的)薄壁及復雜形狀的汽車零部件，精密機械零部件等。 (2)考慮背壓的流動解析模塊 可以設定排氣孔，考慮氣體通過排氣孔的流出及背壓對金屬液流動的影響。 提高了壓鑄及其他金屬型鑄造工藝中，氣體缺陷的預測精度。
(3)熱應力及變形解析模塊 利用凝固計算的溫度數(shù)據(jù)，預測鑄件的應力及變形。 (4)考慮壓室的液體金屬流動解析 預測壓鑄工藝中的“料筒澆注過程及隨后的“壓射過程”。 (5)對應于64位操作系統(tǒng)，多核或多CPU計算機可進行并行計算 實現(xiàn)了模擬計算的大規(guī)模化和高速化。 對于壓鑄工藝，采用4GB內存、雙核CPU配置的電腦可同時模擬兩個方案， 每個方案的網(wǎng)格數(shù)在1200萬左右，一般在6小時之內計算完畢。 (6)CT-Scan(掃描)功能和任意截面顯示功能 使缺陷位置檢索操作變的更加簡單愉快。 (7)氧化膜卷入模擬,憋氣位置預測,卷氣及氧化膜表示的跟蹤顯示功能
鑄造CAE專用集成分析軟件JSCAST，以操作簡單，功能齊全，模擬精度高，計算速度快等為主要特點，適用于以壓力鑄造和重力鑄造為代表的幾乎所有的鑄造工藝及各種合金材料和造型材料。可根據(jù)充填流動，速度分布等計算結果，準確預測卷氣，夾雜，充填不良，冷隔，流痕等流動缺陷，也可根據(jù)凝固順序，凝固時間，溫度梯度，新山判據(jù)等，準確預測縮孔，縮松，氣孔等凝固缺陷。[2]
JSCAST的發(fā)展歷程 1986年,JSCAST的前身SOLDIA，由小松軟件的長坂悅敬博士及村上俊彥先生聯(lián)合日本大阪大學的大中逸雄教授共同研發(fā)而成,并投入市場,成為日本國內首家鑄造CAE軟件。
JSCAST操作界面
1995年,在倫敦召開的國際會議(MCWASP-VII, TMS, 1995)上,由大阪大學的大中逸雄教授和朱金東教授負責開發(fā)的充型流動主計算器，因計算性能出色,充型流動的模擬結果最接近實際（投射X光觀察到的鋁合金砂型鑄造）,JSCAST榮獲最佳充型流動模擬獎。 1999年至2003年,由日本NEDO(新能源-產業(yè)技術綜合開發(fā)機構)授權,由素形材中心（The Materials Process Technology Center）委托開發(fā)，JSCAST成為大學聯(lián)合型（產學研）攻關項目。開發(fā)目標：面向中小鑄造企業(yè)的鑄造部門，產品設計部門，研究所等推廣普及高附加價值的三維流動及凝固過程的數(shù)值解析系統(tǒng)。 2005年8月,JSCAST中文版開始銷售。至此,JSCAST已經(jīng)成功銷售了近800套，擁有500多家客戶,是日本銷量首屈一指的鑄造模擬軟件。并且JSCAST在日本已成功舉辦了18次用戶大會。根據(jù)用戶的意見反饋和JSCAST團隊的不斷努力，JSCAST已成為真正面向用戶，面向工程實際的鑄造分析和優(yōu)化系統(tǒng)。
適用范圍及特點 鑄造工藝： 1.壓鑄，低壓鑄造；
2.砂型鑄造，金屬型鑄造；
3.精密鑄造，殼型鑄造；
4.重力鑄造，傾斜鑄造；
5.減壓鑄造，差壓鑄造；
6.半固態(tài)鑄造；真空鑄造； 適用材料： 1.鑄鐵，鑄鋼，高錳鋼，不銹鋼，高溫合金； 2.純金屬，鋁合金，鎂合金，銅合金，鈦合金； 3.發(fā)熱材料，保溫材料，絕熱材料； 4.冷鐵，冷卻水，冷卻空氣，加熱器； 5.金屬模具，砂型（生砂，呋喃樹脂砂），型殼(陶瓷,石膏),型芯； 主要特點： 在JSCAST研發(fā)過程中，通過與模擬試驗（早期：水模型，近10年來:透過X光）及實際鑄件的驗證，不斷改進其模擬結果與實際結果的逼真度。在日本國內及國際上，曾數(shù)次獲得不同獎勵。 例如：1995年倫敦召開的鑄造模擬國際會議中，因充型流動模擬精度高（與透過X光直接觀察結果比較），榮獲最佳型流動模擬獎。 其他獎勵請參考第6張幻燈片。日本國內用戶及寧波用戶（主要為壓鑄模具制造商和壓鑄生產商）對JSCAST有較高的評價，用戶一致認為，JSCAST流動模擬精度高，基本與實際流動情況相符。據(jù)寧波用戶普遍反映，導入JSCAST軟件后，一年內可將投資成本收回。
在壓力鑄造工藝的優(yōu)勢 同其他軟件相比，JSCAST在考慮背壓的流動解析時，具有明顯優(yōu)勢。不但計算速度快，而且卷氣缺陷預測精度高。在“局部加壓技術的應用與參數(shù)優(yōu)化”方面，通過大量研究及驗證，建立了一套優(yōu)化局部加壓工藝參數(shù)的具體方法。目前，正在實施“破斷チル層（破斷Chill層）的形成及卷入”的基礎研究，預計明年將會面向客戶發(fā)布。網(wǎng)格剖分可采用非等間距垂直剖分和混合網(wǎng)格（鑄件及模具內部為垂直網(wǎng)格，鑄件與模具界面附近為非垂直網(wǎng)格）剖分。可提高內澆口，溢流槽與鑄件連接處等重要部位的網(wǎng)格剖分精度，從而提高流動模擬精度。與FEM（有限元）軟件相比，不需要手動剖分網(wǎng)格，節(jié)省操作時間和勞動強度。壓鑄專用功能：可模擬壓缸（壓鑄料筒）內部的流動。[1]
分析模塊 JSCAST由基本模塊和6個高級可選模塊構成。用戶可以靈活地選擇這些模塊。對于普通用戶，可只選擇JSCAST的基本模塊。對于有更高要求的用戶，則需要有高級可選模塊與基本模塊搭配。 基本模塊： 1.各種鑄造工藝的流動，凝固解析
結果分析
2.垂直網(wǎng)格 3.流動停止 4.考慮過濾網(wǎng)的充型流動 5.傾斜鑄造 6.多段分時澆注 7.連續(xù)（循環(huán)）鑄造 8.縮孔缺陷定量預測等 高級可選模塊： 1)規(guī)則-不規(guī)則混合網(wǎng)格模塊 不僅提高了薄壁件及曲面形狀鑄件的形狀近似精度，更提高了流動及凝固的解析精度。最適用于(壓鑄中的)薄壁及復雜形狀的汽車零部件，精密機械零部件等。 (2)考慮背壓的流動解析模塊 可以設定排氣孔，考慮氣體通過排氣孔的流出及背壓對金屬液流動的影響。 提高了壓鑄及其他金屬型鑄造工藝中，氣體缺陷的預測精度。
結果分析
(3)熱應力及變形解析模塊 利用凝固計算的溫度數(shù)據(jù)，預測鑄件的應力及變形。 (4)考慮壓室的液體金屬流動解析 預測壓鑄工藝中的“料筒澆注過程及隨后的“壓射過程”。 (5)對應于64位操作系統(tǒng)，多核或多CPU計算機可進行并行計算 實現(xiàn)了模擬計算的大規(guī)模化和高速化。 對于壓鑄工藝，采用4GB內存、雙核CPU配置的電腦可同時模擬兩個方案， 每個方案的網(wǎng)格數(shù)在1200萬左右，一般在6小時之內計算完畢。 (6)CT-Scan(掃描)功能和任意截面顯示功能 使缺陷位置檢索操作變的更加簡單愉快。 (7)氧化膜卷入模擬,憋氣位置預測,卷氣及氧化膜表示的跟蹤顯示功能
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