最新3第三章三维造型应注意的问题汇总Word下载.docx
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3.2华铸CAE对三维造型工作有何要求?
1)华铸CAE要求用户必须准确地、全面地进行三维造型。
分析对象的各个组成部分应全部进行三维造型,例如铸件、浇注系统、冒口、砂芯、冷铁、冒口套、铸型等,只要实际生产有的实体,造型时均应输入到电脑中去。
2)不同材质的实体,造型时必须分开。
例如铸件与冷铁必须是两个实体,分开造型。
3)相同材质的实体,可分开,也可不分开。
例如铸件、浇注系统与冒口的材质相同(充满时都是金属),造型时可以将此三部分作为一个实体进行造型,也可分开作为三个实体。
系统建议最好分开造型,这样会带来很多好处。
4)各个实体必须按实际生产情况进行正确的装配。
5)三维造型工作是一个繁琐的工作,占整个分析工作量的90%以上。
不过华铸CAE提供“优先级别”功能,可以使用户的三维造型工作事半功倍,因此,用户应灵活应用“优先级别”功能
6)用AutoCAD造型时尽量少做、迟做布尔运算。
3.3如何灵活应用“优先级别”功能?
“优先级别”是华铸CAE特有的功能,灵活应用可以大大降低用户的三维造型工作量。
1)何谓“优先级别”?
以下图所示的阀体铸件为例,分析对象由铸件与砂芯组成。
如没有“优先级别”功能,用户应将铸件的准确形状(铸件内部应准确掏空)、砂芯的准确形状输入电脑,再进行正确装配(如图3-1)。
利用优先级别功能,可以只输入实心的铸件实体(内部不挖空,见图3-2),而将砂芯实体准确输入(见图3-3),将两者装配。
这样装配后的砂芯空间同时为铸件和砂芯占有,称为公
图3-1装配图图3-2实心的铸件实体
图3-3砂芯实体图3-4公共空间(剖面线部分)
共实体空间(见图3-4所示),在后续华铸CAE前处理网格剖分软件中,定义砂芯的优先级别高于铸件,则公共空间属于砂芯,这样,铸件自动被掏空,从而形成准确的铸件实体图(由不准确变为准确)。
2)“优先级别”的应用原则
A.准确者优先:
空间形状越准确,其优先级别越高。
B.优先级是动态的:
不一定砂芯都优先,准确者优先。
C.各实体都准确(无公共空间)时,“优先级别”无意义。
D.实体间不重叠(无公共空间)时,“优先级别”无意义。
E.一般铸型的优先级别最低,可以将铸型造成实心六面体。
F.砂芯与铸型材质一致时,无需输入砂芯,只需输入铸型,“优先级别”功能会自动造出砂芯。
G.用户应准确了解各实体的优先级别次序,不能错序。
后续的前处理网格剖分部分将要求用户输入各实体的优先级别次序(参见前处理部分说明的“4.3.3优先级别选择”)。
3.4如何输入砂箱,如何确定合适的吃砂量?
用户无需特意输入砂箱,不管是常见的规则砂箱,还是异形砂箱。
用户只需输入铸型,可以将铸型造成实心正六面体,一般铸型的优先级别最低,这样铸型将被其他实体自动挖出。
输入铸型时,吃砂量不宜过大,对一般铸件而言,吃砂量取100--200mm就足够了,对于一些小件吃砂量还可以再缩小。
吃砂量过大,对计算的准确性没有任何帮助,反而会大大增加计算的网格数,降低计算效率。
当然,吃砂量也不能过小,否则会影响计算的准确性。
3.5特种铸造方式情况下,三维造型注意哪些事项?
1)熔模铸造:
不需输入模壳,华铸CAE的前处理可以自动产生模壳。
参见本书4.3.5节的“其他参数”。
2)低压铸造:
不需要输入全部升液管,只需输入与浇口相连的部分,注意升液管与铸件造型时一定要分别造型。
3)压力铸造:
不需要输入压射室的实体形状,浇口与铸件造型时一定要分别造型。
3.6如何使用“任意绝热(对称)”计算技术?
1)何谓“任意绝热(对称)”计算技术?
“任意绝热”是华铸CAE系统提供的另一项特别技术,它只适用于对称件的纯传热计算(凝固计算),对于任意件不适应,也不适应流动及耦合计算。
所谓“任意绝热”,有别于目前其他软件规定只能在某一个方向上绝热。
华铸CAE引入“绝热材料”这一新概念,注意绝热材料不是保温材料。
用户在分析对称件的凝固过程时,可以只输入铸件对称的一部分,而在对称面上输入一层“绝热材料”(见图3-6)。
这样可以大大降低计算的网格数,提高计算速度。
引入“绝热材料”后,造型时对铸件的放置方向不做任何要求,并且通过采用多个“绝热材料”实体,可以实现多方向绝热(如果铸件多方向对称的话),见图3-7所示,进一步降低计算网格数。
图3-5全部计算图3-6对称绝热计算图3-7多方向对称绝热
2)使用“任意绝热”计算技术应注意的问题:
A.铸件必须在一个或多个方向对称。
B.绝热材料必须保证能将整个对称面全部覆盖,且与铸件对称面紧密接触,没有间隙。
C.绝热材料的厚度不宜过大,但必须大于一个剖分网格的尺寸。
D.绝热材料作为单独实体,独立输出STL文件,在剖分网格给STL文件赋材质属性时务必要选择“绝热材料”,参见本书4.3.2“STL选择”。
E.即使采用“任意绝热”计算技术,也还要输入铸型实体,不过此时的铸型尺寸要小得多,能把铸件和绝热材料包围即可。
F.绝热材料不是保温材料,不是保温冒口套。
3.7STL输出规则(No.3)
三维造型完毕后,后续的工作就是输出STL文件以供华铸CAE系统使用。
输出STL有以下要求:
1)输出STL以前,各实体的绝对坐标一定保证符合装配状态。
2)材质不同的实体,STL一定不同。
例如铸件与冷铁必须是两个STL文件。
3)材质相同的实体,STL可分开,也可不分开。
例如铸件、浇注系统与冒口的材质相同(充满时都是金属),可以将此三部分作为一个实体进行造型,输出一个STL文件;
也可分开作为三个实体,输出三个STL文件。
系统建议最好分开输出,这样会带来很多好处。
4)STL文件命名要见名知意。
不应命名为1.STL,2.STL,3.STL……或A.STL,B.STL,C.STL……等。
而应命名为CAST.STL,CORE.STL,MOLD.STL…..或铸件.STL,砂芯.STL,铸型.STL……等。
5)STL文件名不宜过长,文件名中不能有空格。
6)要全面正确输出各实体的STL,不能多,不能少。
7)中高档CAD系统输出STL时都有输出精度选择,就铸造而言,精度不宜太高,一方面铸造不需要很高的精度,另一方面,精度太高会导致STL文件大小急剧增大,剖分速度变慢。
8)利用AutoCAD进行造型时,必须保障各实体的任意坐标为非负值,才能输出STL文件。
3.8实例(No.3)
利用PRO/E系统,我们对一个实际铸造对象(包括铸件、铸型、砂芯、浇注系统、冒口、砂芯)进行了造型,如下图所示。
并分别输出了各实体对应的STL文件,包括:
cast.stl(铸件),core.stl(砂芯),gating.stl(浇注系统),riser.stl(冒口),mold.stl(铸型)。
上述STL文件放在华铸CAE系统目录下的EXAMPLES子目录下(例如D:
\ZGCAE90\EXAMPLES)。
有了STL文件后,下一步就可以进行网格剖分了。
图3-8各实体的装配图
3.9STL预览/装配/造型(No.4)
华铸CAE提供STL预览和浇、冒口等造型功能,使用户在进行具体剖分之前,可以利用本系统显示检查一下各STL文件所表达的实体是否正确,进一步检查各实体装配关系是否正确;
还可添加或修改铸造中所需的浇、冒口和冷铁等组件。
用户通过调用华铸CAE主控平台的“STL预览”或前处理系统的“STL预览/装配”命令来运行该功能。
其主界面如右图所示。
图3-9STL预览/装配/造型
可以通过操作弹出式菜单或工具栏来操作系统。
3.9.1主窗口菜单
本系统的主窗口菜单如下图所示。
图3-10主窗口菜单
1.文件菜单
文件菜单如下图。
图3-11文件菜单
①新建:
点击新建命令后,系统将清除工作区中的所有实体模型。
②打开:
用户通过该命令可打开一个MDL文件格式的文件。
③保存:
当造型及其它操作完成后,用户可点击该命令,将数据保存为一个MDL文件,可供下次导入系统。
④导入:
用户通过该命令可导入一个STL文件格式的文件,并在工作区中渲染文件实体。
⑤导出:
用户可将具有一定装配关系的实体选中(如果未选中任何实体模型,系统将无法导出数据),然后导出为一个STL文件。
⑥退出:
用户通过该命令可以将所有窗口关闭,同时退出本系统。
2.视图菜单
视图菜单如下图。
图3-12视图菜单
1修改:
修改命令包含如下图所示的相关操作。
图3-13视图菜单“修改命令”
2显示:
显示命令包含如下图3-14所示的相关操作。
图3-14视图菜单“显示命令”
3模型:
模型命令包含如下图所示的相关操作。
图3-15视图菜单“模型命令”
3.设置菜单
设置菜单所下图所示。
图3-16设置菜单
①显示/隐藏:
点击该命令,可将系统左边的树型列显示或隐藏。
②背景颜色:
用户点击该命令,可进行工作区的背景颜色修改和保存。
4.建模菜单
建模菜单如下图3-17所示。
图3-17设置菜单
①造型:
用户点击造型命令后,系统将动态创建造型工具条,可进行浇冒口和冷铁等铸件的设计和修改操作。
②爆炸:
用户点击爆炸命令后,系统将动态创建实体动态托动工具条,用户可利用鼠标动态地托动工作区中的单个实体,也可使众多实体沿着不同的方向移动。
③切片:
用户点击切片命令后,系统将动态创建切片工具条,用户可选择不同的轴向将实体剖切,可观察实体内部的几何关系。
5.帮助菜单
帮助菜单如下图所示。
图3-18帮助菜单
3.9.2工具栏
1.主窗口工具条
主窗口工具条的具体命令如下图所示。
图3-19主窗口工具条
工具条上各命令操作同主窗口菜单中所介绍。
(略)
2.造型工具条
用户可用导入命令导一个STL文件,或利用打开命令打开一个MDL文件,然后调可或旋转到适当的角度和位置。
点击造型命令,系统将动态创建一个造型工具条,如下图所示。
图3-20造型工具条
①修改模型:
选中修改模型命令,双击所要修改的实体模型,系统将弹出相应对话框供用户修改相应参数。
注:
此修改只针对本系统所生成的实体,在其它三维CAD造型软件下生成的实体无法修改。
②删除模型:
用户通过该命令
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