压铸模（stevenjan提供）MAGMA，Flow3D，ProCAST计算比较，讨论及请教

chunyu

感谢stevenjan提供典型的压铸模实例（http://www.simwe.com/forum/thread-736182-1-1.html），感谢zhuzao（http://www.simwe.com/forum/thread-765319-1-6.html），chinawang（http://www.simwe.com/forum/thread-765319-2-6.html）利用Magmasoft进行分析，感谢xmflow3D（http://www.simwe.com/forum/thread-765319-3-6.html），xucaiwen（http://www.simwe.com/forum/thread-736182-2-1.html）利用flow3d进行分析。这些分析结果对模具系统的合理设计，对软件的使用，对理论的探讨有比较大的帮助。所以我也用ProCAST做了一下计算，但发现计算结果和上面两种软件计算的结果有些出入，因此想自己的疑虑写出来，请大家帮助。此处只考虑填充过程。
（1）ProCAST模型
实体模型采用stevenjian提供的.stp模型，导入UG，切除了一点多出的边角，为了便于划分网格，将原来的整体模型剖分成两个实体，然后导出为parasolid(.x_t)格式，使用Patran划分成四节点四面体网格，将网格导出，用precast读入并设置计算参数。铸造材料为AlSi6Cu4，融液温度为680度，进口速度为3m/s，使用了虚拟模具，材料为Steel-H13，温度为180，使用了HPDC Filling的参数。
（2）三种软件计算结果比较

chunyu

(3)讨论
很显然，根据上述的结果，得出的结论不尽一致，甚至有相当大的区别。从ProCAST和Flow3D的结果得出的结论是，金属液的流动相当不规则，排气对模具是必需的，应该设置在中间薄壁区域。而根据MAGMASOFT的结果，可以看出金属液的流动是规则的，不必要添加排气孔。哪一个的结论是合理的？请讨论，指教！
（4）一些简单的思考
根据直观的感受和简单的算例分析，金属液（可暂时当作水）通过壁厚不同的区域时，应该先通过厚的区域，后通过薄的区域，所以，直观感觉金属液填充该模具时，不应该是均匀的，因为中间有局部厚度较大的肋条，金属液应该先顺着这些肋条填充。

xmflow3d

因为没有匹配的压铸机信息,我做的分析压室长度是自已定的,压射变速曲线也是用经验值,
而这些因素足以改变流态.
上图边界条件肯定不同,所以没有可比性.
不过压铸流态不可能是很平稳的充填模式.

[ 本帖最后由 xmflow3d 于 2007-6-23 00:37 编辑 ]

xmflow3d

压铸流态

[ 本帖最后由 xmflow3d 于 2007-6-23 00:37 编辑 ]

xiaokang1cn

为何跟我算的procast不一致？

botar520

没有发现论坛上有这么好的帖子，看来淘宝还不够 ，感谢chunyu的总结归纳。
同时对所涉及到的贡献人员stevenjan ，zhuzao， chinawang，xmflow3D，xucaiwen都进行了加分奖励 。

chunyu

谢谢指点和鼓励。正如xmflow3d所说，对同一个模型，边界条件不一样，结果也可能不一样。其实，我更想直到，在边界条件、物理模型一致的情况下，各个软件计算的结果有无不同，差别又多大？差别是因为什么，网格划分还是求解算法？否则，计算的结果的可靠性难以保证。上面的模型有点复杂，边界条件、初始条件均未知，所以只能定性比较。
如果有兴趣，可以一起用三种软件算一下一些简单的、和实验可以比较的问题。感谢fly_bird提供这些问题，模型描述、试验结果、已有的计算结果请参见fly_bird的帖子：
http://www.simwe.com/forum/viewthread.php?tid=669919&highlight=%2Bfly%5C_bird
http://www.simwe.com/forum/viewthread.php?tid=667496&extra=&highlight=%2Bfly%5C%5C%5C%5C_bird&page=1

我感觉，把这些简单的问题弄清楚了，对进行复杂的分析有很大的帮助。

zhuzao

1、可以看出这几个计算都是在不同条件下进行的，因此不同软件计算结果各不相同，前面我和chinawang的计算都是采用了MAGMA的HPDC模块（高压铸造）进行计算，但chinawang加了排气孔，所以他的流场计算比我的应该更可靠；原因是：MAGMAsoft计算的时候，如果不加排气孔，是不计算背压的，加了排气孔，才会计算空型腔的气压；
2、铸造条件下，有些“想当然”的水力学经验并不适用，例如对称条件、大孔流动等，这也是之前论坛里很多人觉得计算结果与自己想象不同而产生疑虑的原因所在，实际上这些特殊性在铸件形成理论里已经讲得很清楚了；
3、压铸中，平常所常见的所谓“半射”方法来校验计算结果，这也是很多人想当然的认为只有“天女散花”才是真实的，但这种校验方法是很不可靠的，因为这里存在金属液射流的问题，压铸充型一般只在0.1秒级完成充型，以此可以计算金属液（液滴）的速度，检验铸造充型比较可靠的方法是射线透视方法，仔细比对X射线图，哪位能发现“天女散花”的奇观？
4、我始终认为，铸造仿真不仅仅是软件的计算，更重要的是对铸造理论的深入理解，而不是计算对计算，陷入数值的“真实”与“准确”，本末倒置；
5、前面的探讨很有意义，也是我之前计算这个例子的出发点，但我希望参与讨论的不要凭主观和想当然下结论，以免误导后来者。

[ 本帖最后由 zhuzao 于 2007-6-4 22:53 编辑 ]

xmflow3d

压铸流态(个人观点,仅供参考)
错误的分析必然误导设计.铸造理论也应得到实践的检验.

[ 本帖最后由 xmflow3d 于 2007-6-23 00:38 编辑 ]

chinawang

magma在计算压铸时，采用的是默认的有粘度的模型，即SOLVER-4模型。用procast和flow-3d计算，我想也是考虑了粘度的，粘度范围是个人确定，粘度的取值范围可能影响也较大。另外，考虑气压的情况对充型的影响也很大；再则，压铸工艺的选择也是有影响的，喷溅状态的产生与射速及模具型腔关联性很强。我觉得，只是为模拟而模拟，则会失去意义。我的建议，stevenjan将铸件的实物放上来，大家可以看一看，各自找出不足，正好是一个相互学习的过程。

[ 本帖最后由 chinawang 于 2007-6-5 17:07 编辑 ]

chunyu

同一个物理问题在相同的边界条件和初始条件下，一般只有一个确定的解。用PROCAST计算时，其实也没有考虑排气孔，假设排气良好。所以 说，在这种情况下，有这么大的差异是不正常的。
无论是MAGMASOFT还是其他计算软件，在处理金属熔液的时候，其流动特性都视作不可压缩牛顿流体，这也就是很多研究者使用水作为研究金属熔液流动特性的 主要原因。                                        ““天女散花”的现象确实罕见。PROCAST的计算和您的计算都能说明这一点。但是考虑到金属液填充的方式对模具设计和确保产品质量都有重要影响。因此，这不仅仅是一个理论和数值问题，更有其工程应用价值。
错误的计算肯定对铸造理论没有深入理解，正式因为计算上出现了很大差异，这对掌握正确的理论有不利影响，更影响工程技术人员对模拟分析的信心。所以，我觉得对同一问题深入讨论、求解，拿出有说服力的答案是相当重要的。而不能以边界条件等因素作为差异的最终解释。
希望大家继续深入的讨论。

chunyu

JSCAST_CAE

对于这个实例，可否提供一下STL模型，让小弟也尝试一下。
guopeng_419@yahoo.com.cn
谢谢了

xmflow3d

同意楼上见解.
另外严谨的压铸CAE分析要考虑压室内的冲头运动.
可以用实时控制系统反馈的压射曲线拟合.(注意:不要用机台设置的参数)
所以,对上图MAGMA和FLOW3D没有压室内熔汤运动的分析,
我个人认为都不会和实际吻合.
设计模具者可以简化操作,做研究工作细致一点比较好.

[ 本帖最后由 xmflow3d 于 2007-6-23 00:38 编辑 ]

xmflow3d

"同一个物理问题在相同的边界条件和初始条件下，一般只有一个确定的解"
不错!
我以同样的边界条件分别用不同铸造CAE软件计算,结果可以很近似.毕竟都是基于N-S方程.
但不同的操作者,同样软件和边界条件,结果也可能不同.原因后续可以多探讨.
除了铸造理论,流体力学和高等数学等都是不可缺少的功课.

xiaokang1cn

为何跟我用procast算的有所差别？这个是以前帖子刚出来的时候就算的
倒觉得和magma的有点像
动画怎么不能播放？？？
传了压缩的图片

[ 本帖最后由 xiaokang1cn 于 2007-6-5 17:57 编辑 ]

xiaokang1cn

有位兄弟要的stl文件

xmflow3d

个人建议,试图从软件比较中学到知识不如深入实践.
CAE工程师多到生产现场了解,多解决实际问题.自然累积心得,这一点软件商也不能给你.
至今,在现场和工人师傅一起试模一直是我的乐趣. :P :P

zhuzao

所有的商用铸造软件研发中都通过几个著名的基准测试的，当然都不是第三方测试的。因此，关于这一点我想无须多加怀疑和比较。
简单的来说，我们所计算的结果都是取决于使用者，包括原始数据和参数设置。

这个例子最好是原贴作者进一步提供实际工艺情况，当然我们希望提供详尽的铸机参数和生产条件。然后大家可以继续修改计算条件，求得结果的一致，殊途同归。

zhuzao

原帖由 xmflow3d 于 2007-6-5 18:17 发表
个人建议,试图从软件比较中学到知识不如深入实践.
CAE工程师多到生产现场了解,多解决实际问题.自然累积心得,这一点软件商也不能给你.
至今,在现场和工人师傅一起试模一直是我的乐趣. :P :P

同意这个意见。