關(guān)鍵詞

1、性能概括

速度更快、精度更高、更易使用。

2、鑄造工藝

包括壓鑄、低壓鑄造、重力砂鑄、重力傾轉(zhuǎn)鑄造、金屬型鑄造、半固態(tài)鑄造、精密熔模鑄造、真空壓鑄、差壓鑄造、連續(xù)（循環(huán)）、鑄造、消失模鑄造、雙金屬鑄造、離心鑄造等。

3、設(shè)計計算系統(tǒng)

CAD 模型設(shè)計系統(tǒng)、專用澆冒口結(jié)構(gòu)設(shè)計計算系統(tǒng)、壓鑄工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)。

4、分析系統(tǒng)

充型計算系統(tǒng)、凝固計算系統(tǒng)、熱應(yīng)力計算系統(tǒng)、澆冒補縮計算系統(tǒng)。

5、缺陷預測

縮松、縮孔、澆不足、冷鎘、卷氣、夾渣、粘砂、氣孔、夾雜、偏析、熱裂及冷裂、強度等。

6、專業(yè)鑄造材料庫

依據(jù)合金相圖構(gòu)成高級數(shù)據(jù)庫，鑄造材料包括鑄鐵、鑄鋼、鎂鋁合金、有色金屬、發(fā)熱材料、保溫材料、冷卻材料、砂型、金屬模具等。

7、網(wǎng)格功能

CVM 控制體積網(wǎng)格、Dual-mesh 網(wǎng)格法、網(wǎng)格編輯。

基于以上關(guān)鍵詞，讓我們一起來詳細解讀下Novacast的特色功能，以及到底能帶來哪些實實在在的價值？

NOVACAST 鑄造仿真模擬系統(tǒng)采用了先進的CVM 控制體積法計算機數(shù)值模擬技術(shù)，是一個專門為分析、評價和優(yōu)化鑄造工藝方案而開發(fā)的軟件工具。借助該軟件系統(tǒng)，鑄造技術(shù)人員能夠在設(shè)計工藝方案時通過對現(xiàn)有方案下鑄件形成的過程做計算機模擬，以形象準確的可視化效果，通過計算機顯示鑄造過程溫度、充型速度、壓力和凝固時間變化，并對可能產(chǎn)生的缺陷提出預報。

通過對鑄件充型和凝固過程的模擬，可以形象準確的顯示在給定澆冒口系統(tǒng)下物理場的變化情況，夾渣和其他非金屬夾雜物可以引入金屬液流中并模擬其運動軌跡。通過優(yōu)化澆冒口系統(tǒng)和出氣系統(tǒng)可以避免由于紊流情況引起的氧化物夾雜、冷隔、縮松、縮孔和氣孔等缺陷。先進的CVM 網(wǎng)格處理計算方法可以采用更少的網(wǎng)格數(shù)量處理復雜、薄壁的鑄件產(chǎn)品，其網(wǎng)格計算速度可達普通有限元法及有限差分法的數(shù)倍，實現(xiàn)了快速、高精度的計算效能。NOVACAST 操作簡單、功能齊全、模擬精度高、計算速度快，廣受客戶好評，

在全球范圍內(nèi)具有廣泛的客戶群體。

NOVACAST 通過在計算機上模擬整個鑄造加工過程，幫助工程師和設(shè)計人員：

• 評價鑄造工藝方案，預測鑄造缺陷；

• 優(yōu)化澆注系統(tǒng)，通過優(yōu)化澆冒口系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)可以避免鑄造缺陷；

• 提高批量生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)和成品率；

• 實現(xiàn)計算機“試?！?，節(jié)省能源、降低成本；

• 強化生產(chǎn)、設(shè)計、技術(shù)各部門間的連接；

• 提升企業(yè)鑄造技術(shù)實力等。

重力澆鑄工藝

壓鑄工藝

1、NOVACAST 的特色功能

• 友好的圖形界面

NOVACAST 專為鑄造企業(yè)進行鑄造工藝模擬而設(shè)計，WINDOWS 風格，簡單易用，實現(xiàn)澆冒系統(tǒng)的組件管理，可隨時加入鑄件、冷卻加熱管道、澆道、冷鐵、套筒、型芯等并能自動生成澆冒系統(tǒng)的裝配模型。

• 高度模塊化、集成化的控制體積法模擬系統(tǒng)

NOVACAST 是一個高度模塊化、集成化的有限差分模擬系統(tǒng)，它主要包括前處理器、求解器、后處理器三大模塊。前處理器完成澆注系統(tǒng)的幾何信息、材料信息、工藝參數(shù)的輸入，并建立邊界條件。求解器采用獨特的CVM 控制體積法求解充型過程，求解速度快；CVM 的高效算法可以采用較粗的網(wǎng)格尺寸獲得高的求解精度。后處理器是將模擬結(jié)果可視化，采用全圖形化界面，可輸出動畫、圖像、各場變量曲線、標識及場變量云圖、縮孔疏松缺陷等。更具有直觀的缺陷判別，如CT 掃描、旋轉(zhuǎn)動畫、缺陷部位高亮顯示功能等。

• 方便、專業(yè)的鑄造幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計計算系統(tǒng)

Foundry CAD 和Foundry Tech 模塊具有專業(yè)快捷的澆鑄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計功能，通過Foundry CAD 進行澆鑄結(jié)構(gòu)的幾何建模，要比普通CAD 軟件更快更方便。建立的幾何模塊可直接導入鑄造工藝分析系統(tǒng)進行計算。Foundry Tech 具有澆流道、冒口、冒口頸、套筒、過濾網(wǎng)、熱模量、補縮量、補縮距離、重量等優(yōu)化設(shè)計計算功能，能夠幫助用戶達到最佳設(shè)計效果。

鑄造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計建模

• 算法獨創(chuàng)，計算速度快，模擬精度高

采用先進獨特的CVM 控制體積網(wǎng)格處理計算方法，結(jié)合傳統(tǒng)FDM差分法和FEM 有限元法的優(yōu)點，能夠快速劃分網(wǎng)格并準確離散模型邊界，使得模型網(wǎng)格處理精度極大地高于FDM 法，劃分速度及方便性優(yōu)于FEM 法。CVM 的離散方法能夠采用粗網(wǎng)格處理復雜及薄壁模

型并能保證很高的計算精度，使得其計算速度為普通算法的5-10 倍，大大提高了鑄造分析的效能。

      傳統(tǒng)FDM 網(wǎng)格處理            先進的CVM 網(wǎng)格處理

CVM 法精準化薄壁件網(wǎng)格處理

• 依據(jù)合金相圖的材料數(shù)據(jù)庫

NOVACAST 的材料庫具備熱流動物理特性、機械物理特性等內(nèi)容，并依據(jù)合金相圖構(gòu)架完備的鑄造材料性能，使得材料數(shù)據(jù)更加準確完善，其材料數(shù)據(jù)庫囊括數(shù)百種材料種類及數(shù)據(jù)，包括合金成分、密度變化、比熱、熱導熱容、粘度、傳熱系數(shù)、奧氏體及鐵素體等，所含材料類別包括：

● 鑄鐵、鑄鋼、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鋼、不銹鋼、可鍛鑄鋼等；

● 純金屬、鋁合金、鎂合金、銅合金、鋅合金、鎳鉻合金、鈦合金等；

● 發(fā)熱材料、保溫材料、絕熱材料、涂層等；

● 冷鐵、冷卻水、冷卻空氣、加熱器等；

● 金屬模具、砂型、型殼、型芯、泡沫、過濾網(wǎng)材料等。

用戶也可方便地進行材料熱物性參數(shù)的自定義，建立自己的企業(yè)標準數(shù)據(jù)庫。另外，NOVACAST 具有與Jmatpro 軟件的直接接口，可根據(jù)特殊材料合金元素的配比情況通過Jmatpro 計算其材料性能參數(shù)，從而用于NOVACAST 進行鑄造模擬計算。

• 功能全面的仿真體系
  

NOVACAST 可模擬從金屬液澆注開始到產(chǎn)品最終成形的整個階段，從澆注、充型、凝固再到冷卻完畢，各個階段的成形現(xiàn)象及缺陷均可獲得直觀的結(jié)果。在鑄造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，同樣具有專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算功能。

● 澆冒補縮結(jié)構(gòu)設(shè)計計算系統(tǒng)：優(yōu)化設(shè)計澆流道、冒口、套筒、

過濾網(wǎng)、鑄件幾何建模、補縮距離等；

● 充型計算系統(tǒng)：預測流動缺陷（填充不良、冷鎘、夾雜、卷氣、

粘砂路徑等）；

● 凝固計算系統(tǒng)：預測凝固缺陷（縮孔、疏松、偏析、氣孔等）；

● 熱應(yīng)力計算系統(tǒng)：預測熱應(yīng)變?nèi)毕荩ㄗ冃?、冷熱裂紋、收縮、

殘余應(yīng)力、機械強度等）。

鑄件熱裂位置預測

• 工藝參數(shù)及方案優(yōu)化分析

NOVACAST 全面的仿真模擬系統(tǒng)，可進行鑄造工藝及模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，包括：

● 澆鑄系統(tǒng)、排氣孔和溢流槽的位置及個數(shù)優(yōu)化；

● 冒口的位置及大小優(yōu)化；

● 冷鐵的布局優(yōu)化；

● 模具冷卻及加熱管道布局方案優(yōu)化；

● 鑄造工藝參數(shù)的優(yōu)化，包括澆注溫度、壓力、活塞、速度等

澆冒系統(tǒng)設(shè)計方案優(yōu)化

2、NOVACAST 的實用價值

• 可進行幾乎所有的鑄造工藝過程模擬，包括：砂鑄、壓鑄、低壓鑄造、重力鑄造、傾轉(zhuǎn)鑄造、金屬型鑄造、半固態(tài)鑄造、精密熔模鑄造、真空壓鑄、差壓鑄造、連續(xù)（循環(huán)）鑄造、消失模鑄造、離心鑄造等。

• 具有STL、STEP 等的幾何接口，可導入多種主流CAD 軟件如UG、PRO/E、CATIA、soliderworks 的鑄造幾何模型。

• 具有方便快捷的澆鑄系統(tǒng)CAD 建模工具，可實現(xiàn)專業(yè)的幾何模型建立。

• 可自動產(chǎn)生砂型模型，自動檢查鑄造系統(tǒng)各組件間的裝配間隙并進行填充修補。

• 提供多種鑄造材料數(shù)據(jù)庫，包括鑄鐵、鑄鋼、球墨鑄鐵、合金材料及砂型、金屬模具、空氣、冷卻水、涂層材料等。并提供用戶自定義材料參數(shù)方式，可建立企業(yè)自身材料庫。

• CAD 建模工具，比普通CAD 軟件更加易用，具有針對澆冒系統(tǒng)級模具等的專用建模功能。

澆鑄系統(tǒng)模型導入

• 具有澆冒系統(tǒng)自動設(shè)計計算功能，可設(shè)計計算冒口、冒口頸、澆道、套筒、過濾器、補縮距離等結(jié)構(gòu)尺寸，優(yōu)化設(shè)計方案。

• 壓鑄工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計模塊，可最優(yōu)化設(shè)計壓鑄工藝及澆鑄結(jié)構(gòu)，可計算最大充型時間、總澆口面積、鎖模力等，具備壓鑄機設(shè)備庫。

• 具有與材料性能計算軟件Jmatpro 的接口，可實現(xiàn)Jmatpro 計算的材料熱物性參數(shù)直接導入NOVACAST 用于鑄造計算。

• 具有先進的CVM 網(wǎng)格處理方法，簡單快速地處理鑄件模型，特別是復雜及薄壁鑄件。

• 可采用dual-mesh 雙網(wǎng)格控制技術(shù)，充型流動采用粗網(wǎng)格，凝固過程采用細網(wǎng)格，并能夠?qū)崿F(xiàn)流動數(shù)據(jù)向凝固過程的傳遞，極大提高凝固計算精度。

• 采用較少數(shù)量的網(wǎng)格處理復雜薄壁件，計算速度快、精度高。

• 提供多種鑄造工藝邊界條件，包括壓鑄料筒、升液管、活塞、壓力、速度、切換時間、水管、型殼、澆包等。

• 具有壓鑄料筒的液體金屬流動分析能力，可實現(xiàn)澆注后壓射前的靜止過程及壓射過程的模擬。

壓鑄工藝參數(shù)優(yōu)化

CVM 模型邊界處理

工藝類型參數(shù)設(shè)置

• 獨特的雙金屬鑄造分析能力，可計算不同澆口、不同澆注速度條件下兩種金屬的澆鑄成形過程計算。

• 具有全面的缺陷分析能力，包括疏松、縮孔、澆不足、冷鎘、卷氣、氣孔、夾雜、冷熱裂、粘砂、收縮、殘余應(yīng)力、偏析等。

考慮料筒的壓鑄

雙金屬鑄造

• 可計算不同大小和密度的夾雜物及砂粒在充型過程中隨金屬液的流動現(xiàn)象，預測其最終分布位置。

• 區(qū)別顯示自不同內(nèi)澆道流入的金屬液，從而間接評價澆注系統(tǒng)設(shè)計的合理性。

• 可模擬表面張力及鑄型與金屬液間的潤濕性對充型流動的影響，精確計算自由表面形狀及位置。

• 考慮型腔中氣體壓力及氣體通過砂型間隙中的排氣。

• 考慮球墨鑄鐵奧氏體的凝固收縮、球墨體積膨脹、石墨顆粒尺寸的變化。

• 可計算凝固過程冒口部位的宏觀與微觀縮孔缺陷。

• 可進行壓鑄工藝中鑄造壓力（保壓）的增壓模擬，評價增壓效果。

• 充型過程可分析微量氣體的卷入、排氣孔（集渣包）的排出。

• ......

3、模塊描述

• 模塊1 Novasolid CV 凝固分析模塊

鑄造凝固過程模擬模塊，主要用于分析求解各種鑄造工藝的凝固過程，預測凝固過程的多種缺陷，包括縮孔、疏松等。

• 模塊2 NovaFlow CV 充型流動分析模塊

本模塊進行所有鑄造工藝的金屬液充型流動過程分析，計算澆鑄溫度場、夾雜、粘砂、冷隔、澆不足、卷氣、偏析等缺陷，并可將縮孔結(jié)果輸出。

• 模塊3 NovaStress CV 鑄造應(yīng)力分析模塊

本模塊為附加模塊，用于計算由凝固過程造成的鑄件鑄造應(yīng)力結(jié)果，包括殘余應(yīng)力分布、鑄件收縮變形、冷裂、熱裂及應(yīng)力輸出等。

• 模塊4 NovaMethod-Foundry CAD 鑄造系統(tǒng)CAD 專業(yè)建模模塊

本模塊可單獨使用或作為附加模塊使用，用于建立、編輯澆冒系統(tǒng)、鑄件等CAD 模型，具有與多種主流CAD 軟件的幾何模型接口，并能實現(xiàn)模型修改、快速建立澆流道及冒口模型等功能。

• 模塊5 Foundry Tech 澆注及補縮系統(tǒng)設(shè)計計算模塊
  

用于澆流道系統(tǒng)、冒口、過濾網(wǎng)、套筒、補縮距離等結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計計算的模塊，適用于各種鑄造工藝。

• 模塊組合包1 NovaFlow&Solid CV 充型及凝固分析組合包

用于計算鑄造充型及凝固過程的組合包，適用于各種鑄造工藝。

• 模塊組合包2 NovaFlow&Solid&Stress CV 充型、凝固及應(yīng)力分析組合包

用于計算鑄造充型、凝固過程及應(yīng)力結(jié)果的分析組合包，適用于各種鑄造工藝。

• 模塊組合包3 NovaFlow&Solid&Stress CV+NovaMethod 充型、凝固及應(yīng)力分析+CAD 建模組合包

用于計算鑄造充型、凝固過程及應(yīng)力結(jié)果并含有CAD 建模工具的完整組合包，適用于各種鑄造工藝。