УДК 621.74
ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯСАЕ-СИСТЕМ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ПРОЦЕССОВ В МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ С МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИМ ПРОИЗВОДСТВОМ
ЮТИ НИТПУ
Научный руководитель - старший преподаватель,
В данной работе приведены сравнительные характеристики наиболее популярных систем моделирования литейных процессов и определены наиболее перспективные для внедренияв производственный цикл машиностроительных предприятий с металлургическим производством.
Ключевые слова: моделирование, литейный процесс, технолог.
Компьютерное моделирование литейных технологий за последние годы бурно развивается, уже сегодня можно говорить о экономии времени и материальных ресурсов при проектировании оснастки и геометрии отливки с использованием виртуальных литейных имитаторов.
Компьютерная программа дает возможность и опытному технологу, и начинающему инженеру проследить, что происходит при заполнении расплавом формы и в дальнейшем, – при охлаждении и затвердевании металла. Технолог, пользуясь САЕ-программой, выявляет дефекты различной природы в отливке на стадии проектирования, предлагает различные модификации в конструкции и технологии, сравнивает прогнозируемое качество отливки для предложенных модификаций и выбирает в итоге наиболее оптимальный вариант технологии. Внедрение систем моделирования в производственный цикл машиностроительных предприятий, позволяет значительно сократить время на разработку технологии изготовлениятой или иной детали, что в целом влияет на стоимость детали и конкурентоспособность предприятия. САЕ-программы различаются функциональными возможностями и типом генерируемой сетки, вследствие чего программы имеют различную стоимость.
Ниже мы рассмотрим наиболее популярные CAE-системы моделирования литейных процессов доступные на территории Российской Федерации, сравним их основные достоинства и недостатки.
САЕ-система ПолигонСофт
Преимущества | Недостатки |
Применима для моделирования большинства литейных технологий | Неудобный интерфейс, сложность ввода данных |
Критериальный расчет и анализ многих свойств и параметров | Сложность подготовки сеточной модели. |
Имеется модель усадочной макро - и микропористости, которая позволяет прогнозировать образование дефектов в отливках ответственного назначения | Необходимость в приобретении дополнительного лицензионного ПО для генерации сеточной модели. |
База свойств материалов формы и сплавов, открытой для редактирования и пополнения. | Недостаточная база данных по материалам и сплавам |
ПолигонСофт следует использовать в паре с другой литейной программой как проверочное средство для отливок ответственного назначения. Другое применение ПолигонСофт– организация учебного процесса в университетах.
САЕ-системаProCAST
Преимущества | Недостатки |
Программа ProCAST позволяет моделировать основные виды литья. | Высокая стоимость |
Состоит из модулей | Неудобный интерфейс без поддержки русского языка |
Инверсный расчет. | Отсутствие отечественной базы данных по материалам и сплавам |
Встроенный генератор свойств дает прогноз с большими отклонениями | |
Длительность подготовки сеточной модели |
Procast идеален для предприятий авиакосмического производства, где временные затраты (месяц и более) на оптимизацию одной отливки оправдываются достигнутыми целями. Для рядовых предприятий Procast не подходит, т. к. возможности программы в полном объеме использоваться не будут, а проведение моделирования вызовет серьезные сложности и потребует много времени.
САЕ-системаSOLIDCast
Преимущества | Недостатки |
Состоит из модулей | Недостаточно информативный вывод результатов расчета для визуального анализа |
Доступный и понятный интерфейс | Длительность компьютерного расчета |
Возможность перевода меню на русский | Отсутствие отечественной базы данных по материалам и сплавам |
Относительно низкая стоимость |
Таким образом программа SOLIDCast, литейная программа начального уровня. Моделирует основные задачи, с которыми сталкиваются технологи. Ежегодно выходят новые версии. Можно рекомендовать предприятиям с большой номенклатурой не сложных отливок, т. к., приобретая 1 лицензию, предприятие получает 5 рабочих мест.
Сравним наиболее популярные, широко используемые литейные программы, SOLIDCast и ProCAST.
В SOLIDCast имеется: встроенный генератор расчетной сетки в двух вариантах, автоматическая генерация графиков и диаграмм в постпроцессоре, сравнение результатов моделирования нескольких вариантов технологий изготовления одной и той же отливки. Программы комплекс состоит из 3 модулей– SOLIDCast, FLOWCast, OPTICast. Модуль FLOWCast позволяет проводить гидродинамический расчет заливки металла в форму с учетом температур материалов. металла, наличия холодильников и т. д.Наличие возможности автоматической генерации расчетной сетки позволяет технологу в модуле OPTICast оптимизировать литейную форму в зависимости от выхода годного металла, размеров опоки и др. Дружелюбный интерфейс программы позволяет технологу сравнительно быстро освоить работу в системе.
В ProCAST имеется:не ограниченное количество осей в системе, количество узлов и элементов в сетке, калькулятор термодинамических свойств материалов, все результаты могут быть проанализированы и показаны, в режиме реального времени(за счет использования многоядерного процессора). Программыкомплекссостоитиз 5 модулей (MeshCAST, PreCAST, DataCAST, ProCAST solver, ViewCAST).Все эти модули предназначены для подготовки компьютерной модели к рачсчету процесса заливки и кристаллизации. Отсутствие возможности автоматически генерировать расчетную сетку требует от технолога дополнительной, достаточно трудоемкой работы по ее созданию.
В результатах расчета существенных отличий данных программах не наблюдается, поэтому главным критерием становится цена программы, и легкость ее освоения. ProCAST стоит порядка 60000 Евро за одну лицензию, SOLIDCast порядка 17500 у. е. за 1 лицензию (5 рабочих мест). К тому же, как уже оговаривалось выше, SOLIDCast достаточно легко освоить, достаточно знать технологу основные принципы работы в системе моделирования.
Из приведенного анализа САЕ систем можно сделать вывод, наиболее перспективной для внедрения в производственный цикл машиностроительных предприятий с металлургическим производством, и доступной является программа SolidCast.
Список Литературы:
BPwin и ERwin. CASE-средства разработки информационных систем. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2001 – 304 с. , Комаров моделирования литейных процессов. Сравнение метода конечных элементов и метода конечных разностей. Что лучше? "Литейное производство", № 5, 2002, C.22-28 Тихомиров моделирования литейных процессов. Важные особенности систем моделирования. "Литейное производство", 2004г., №5 , с.24-30. Какую литейную программу выбрать? [Электронный ресурс]: http://www.lvmflow.ru(дата обращения 19.04.12).
