压铸模CAE分析的基本概念

CAE（Computer Aided Engineering）所包含的内容十分广泛。CAE将工程设计、试验、分析以至制造贯穿于产品研制过程的每一个环节之中，以计算机为辅助工具来指导和预测产品在构思、设计和制造阶段的行为。目前CAE在压铸过程的计算机分析，即模拟压铸成型过程中液态金属的充型过程和凝固过程，预测铸件中缩孔、缩松等缺陷的产生。

压铸模CAE技术常常借助于有限元分析法（Finite Element Method）、有限差分法（Fi-nite Difference Method）和边界法（Boundary Element Method）等数值计算方法，分析型腔中液态金属的充型过程和凝固过程的温度场、应力场，预测铸件的缺陷，分析材料参数、工艺参数及模具的浇注系统设计等对铸件质量的影响，达到优化铸件、模具结构、浇注系统、工艺参数的目的。和有限差分法相比较，有限元分析法在节点的配置上比较任意，对于复杂铸件可以使边界节点完全落在区域边界上，在边界上给出较好的逼近；对于多种材料组成的系统，可以通过把节点取在分界面上而得到较好的处理。本书采用的ProCAST铸造模拟软件是基于有限元分析法的。

压铸模CAE系统由3个相对独立的模块组成，即前处理模块、计算模块和后处理模块。ProCAST数值模拟系统工作流程如图6-1所示，一般包括实体造型、网格划分、前处理（初始条件和边界条件的确定）、计算过程分析和后处理（计算结果的处理及图形显示）等具体环节。

图6-1 压铸模CAE系统工作流程

（1）实体造型 用Pro/E或UG等作为前处理软件，主要将铸件、铸型、冷铁、浇冒口等进行三维实体造型，输出ProCAST可接受的模型或网格格式的文件，如*.igs格式文件。(www.xing528.com)

（2）网格划分 在MeshCAST菜单中，对输入的实体模型或网格文件进行剖分，最终产生四面体网格，生成*.mesh文件，文件中包含节点数量、单元数量、材料数量等信息。

（3）前处理 在ProCAST菜单中可以分配材料、设定界面条件、边界条件、初始条件、模拟参数等，生成*d.dat文件和*p.dat文件。

（4）计算过程分析 在ProCAST菜单中对铸造过程模拟分析与计算铸件的冷却、凝固，预测铸件缺陷，生成*.unf文件。

（5）后处理 在ViewCAST菜单中将铸造过程模拟计算分析结果真实、生动、形象地显示出来。