PoligonSoft有限元铸造模拟软件

PoligonSoft 是一款专业的铸造模拟分析软件,这款软件具有丰富的材料库参数以及专业技术团队支持,帮助用户解决从研发到制造过程中的成本,质量,以及交付时间问题。提高铸件厂商的竞争力。

软件介绍

PoligonSoft采用优秀的FEM算法技术，实现了高精度的铸件分析模拟。除了对流动、凝固等一系列铸造工艺进行评价外，还可以对产品的内部质量评价，如气孔率、凝固后编织预测、热应力分析等进行连续模拟。

PoligonSoft的好处

• 初始设计阶段结构缺陷的预测、分析、测量和量化（例如断层扫描等测量孔隙率的体积）
• 模拟从熔炉到最终铸件的整个过程，以处理所有物理现象
• 考虑熔模铸造过程中阴影效应的视角因子辐射计算
• 计算模具内凝固和模具外冷却过程中的应力，预测应变并通过 3D 扫描仪测量进行评估
• 预测晶体结构，包括等轴/单晶、微观结构和机械性能
• 实验设计 (DOE)、优化和工艺稳定性分析，以确定实现铸件质量目标的更佳工艺窗口

多处理器并行计算（运算速度快，充分利用计算机硬件资源）

1. SMP版本：支持多核CPU（不限核数），支持Windows11/Linux/UNIX系统
2. MP版本：集群计算（Cluster），支持Linux系统

PoligonSoft砂型铸造工艺模块可以模拟分析浇注、凝固相关缺陷，比如缺陷是否被推至冒口或滞留于铸件内部。PoligonSoft允许在投产前进行仿真测试，既验证设计有效性，又节省前期开发成本。精准的填充、浇注分析是非常重要的，可以预测浇注、凝固过程中气孔（卷气、砂芯发气等）、夹渣的位置和形成机理，可以获得浇满时准确的热分布，从而为准确的凝固模拟奠定基础。在砂型铸造中，控制凝固收缩顺序的重要手段是合理放置冷铁、保温及发热冒口套，以减轻缩孔、缩松问题。PoligonSoft可以导入合适的热物性参数，并结合填充时准确的热分布，以确定是否存在凝固收缩等问题，评估合理的工艺方案。

PoligonSoft熔模铸造工艺模块采用了一个流程化的设置工具，用于模拟熔模铸造工艺，自动生成型壳，从浇注、粒子追踪、二次枝晶臂间距(SDAS)、凝固（使用静态或移动壳型）和冷却过程、计算气隙形成或热传递系数、计算壳内的辐射。壳模生成工具允许用户快速可靠地创建任意厚度的壳模。在生成辐射团簇、计算参与辐射面的视图因子和减少计算量方面，提供了很多控件。在涡轮叶片等铸件中，晶粒生长由定向凝固控制，可以模拟一个移动的扣箱，该扣箱的上部由一个挡板与下部冷却器隔开。精铸模拟可以预测精铸过程中卷气、表面氧化、憋气、热节、气孔、变形等问题，优化精铸工艺。

PoligonSoft重力金属型铸造工艺模块拥有校准合金数据库，分析从浇包浇料开始至开模的全过程；优化浇注系统低紊流填充，减少气孔，计算枝晶臂间距 (DAS)、粒子追踪、夹渣，浇不足和冷隔，飞边等缺陷；放置尺寸合适的冒口以消除收缩引起的缩孔和缩松缺陷，为双金属铸件浇注多种合金，从而维持低废品率；有效控制模具温度，提高批量生产的稳定性和延长模具寿命；优化合金成分以防止凝固和金属液进一步冷却期间的关键相偏析；优化模具设计，以减少模具和铸件应力和局部变形问题。

结果展示:强大的x、y和z方向浏览和切片,内置动画功能呈现结果, 创建AVI视频文件以及WMV格式文件，可以在浏览器中同时查看两个或多个模拟结果，您可以同步不同的仿真结果同时查看它们，可以以 BMP或JPEG格式保存模拟每个模块中的格式，文档格式的自动报告生成器。

PoligonSoft高压铸造可以模拟冷室和热室方法,可以模拟用于高压铸造的所有金属材料，如铝合金、镁合金、锌合金和铜基合金。工艺模块可以计算浇注系统、选择压铸机和铸造压力、选择腔室直径和长度、预测欠铸、GAS 计算——用于模拟背压或真空、冷隔、氧化夹渣、流痕、模拟充模过程中的速度、空气滞留、温度和液相、气孔、起泡、湍流的 2D 和 3D 速度矢量追踪、冲蚀、计算硬度和 SDAS（二级枝晶臂间距）、热应力引起的铸件模具变形，冷裂和热裂预测；优化压射曲线，解决压射过程造成气孔和欠铸问题。

全工艺过程模拟及分析的高压铸造，模拟从铝锭生产开始，铝液除渣除气，考虑定量炉、压室/浇包、模具热平衡、机器性能 P-Q2、背压、阀门–排气–抽真空、宏观和微观收缩以及由滞留空气引起的孔隙、喷涂冷却工艺、挤压销、冷却系统、增压、热应力变形及热裂、模具/铸件结构相互影响、压室内粘模和冲蚀、考虑分型面对模温的影响、铸件机械性能、自动排队的批处理模拟系统等。

PoligonSoft连续铸造工艺模块采用了一个流程化的设置方式，它提供了连铸坯和半连续铸造所需的工具，因此铸造工程师可以快速有效地改进其设计。可以分析和调整工艺参数，如结晶器和钢坯冷却要求、熔体流速及过热度和结晶器几何结构，以尽量减少缺陷。

PoligonSoft低压铸造工艺模块提供多方面的低压铸造工艺，比如低压砂铸，低压金属型，差压铸造等。通过模具热平衡、充型、凝固、热应力和变形分析，可以预测欠铸、冷隔、氧化夹渣、流痕、气孔、起泡、冲蚀、热应力引起的铸件模具变形，热裂纹等缺陷，在前期设计中减少试错，缩短设计周期和量产时间，这会大大节约成本。

PoligonSoft消失模铸造工艺模块为消失模铸造者提供了模拟充型、凝固和冷却过程所需的所有工具。每个子流程都基于一个简洁易用的安装界面，使用铸造工艺工程师的语言。由于大部分消失模铸造的缺陷都跟充型相关，PoligonSoft在模拟金属流动和泡沫燃烧方面具有非凡的精准度，为生产高品质消失模铸件提供了十分重要的见解。泡沫渣的形成等填充缺陷被准确追踪并定位在最后的铸件中。

PoligonSoft离心铸造工艺模块是一个易于使用的工具，用于模拟立式和卧式离心铸造、半离心铸造及特殊离心铸造。在工艺模块内，用户找到所需的工具来模拟他们的离心铸造过程。提供了模具旋转和参考系旋转两种方式灵活定义模型，适用于任何方式的模具运动和钢包浇注。圆柱坐标系针对管状铸件提供了更大的流动建模精度可能。多网格块为高剪切和高温梯度区域提供了一种有效的方法。可模拟与工艺相关的缺陷，比如雨淋式浇注产生的过多浮渣或卷气。更准确的分析模具预热温度、冷却要求和转速等工艺参数。

PoligonSoft 射砂制芯工艺模块为砂芯的射砂和硬化建模提供了一个易于使用的工具。用户可以对各种砂和粘合剂组合进行建模，以分析芯盒工艺优劣，确定填充不足的区域，然后放置排气塞并调整大小，以改进这些区域的填充情况。所有砂芯硬化过程都可以建模，包括常见的冷芯盒、热芯盒和无机砂芯。

完美的后处理查看器是PoligonSoft的显着优势之一，它允许：

• 从任何角度看铸件/模具；
• 一起或单独创建用于铸造和模具的任何部分；
• 观察铸件和模具元件的所有过程；
• 以颜色字段的形式显示任何计算数据；
• 以矢量形式显示有关流动速度和方向的信息；
• 显示高于或低于给定值的等值面或区域；
• 将“传感器”安装在铸件/模具中的任何设计参数；
• 查看使用“传感器”记录的图表；
• 生成导出动画文件

以及更多。

PoligonSoft综述

 PoligonSoft作为高级有限元（FEM）为主铸造模拟分析软件，完全耦合了传热－流动－应力过程，结合独特的金相分析功能，

适用于几乎所有铸造工艺与铸造合金。

• 有限元核心

→技术成熟，计算准确

→※真正的多场耦合（热-流动-应力）

• 广泛的应用领域

→适用于所有铸造工艺

→适用于所有合金材料

• 高级冶金学性能分析

→材料计算

→金相组织、力学性能

→晶粒结构

• 工业化应用

→全面工业验证

→由工程师开发，面向工业用户

→界面友好，操作简单

→各模块高度集成

• 广泛的 CAD 数据接口

→通用接口: ParaSolids, STEP, IGES 和 STL 等格式

→专用接口：UG, CATIA, ACIS, VDA等数据格式

• 广泛的应用平台

 →WIN11

→UNIX, Linux

我们专注于减少环境污染的技术解决方案，我们的使命是为负责任的铸造行业做出贡献。我们的目标是通过我们的产品和我们的承诺，通过指导客户分析、稳定和优化铸造工艺，激励和创新全球铸造企业。我们称之为绿色企业。

为了帮助铸造企业变得更环保，我们设计了智能铸造系统，以确保铸造过程的每个部分都得到简化，从而更大限度地提高质量并降低成本。更少的错误和更少的缺陷意味着更高的生产精度。我们全心全意为全球铸造行业提供高质量、降低成本的解决方案。我们提供一系列用户友好且广泛的铸造工艺模拟软件。

加入绿色企业的好处：

» 更少的错误和更少的缺陷 = 更高的准确性

» 产量更高，因为熔化的材料更少

» 减少有害物质的使用

» 减少材料消耗

» 降低能耗

PoligonSoft软件提供了大量的分析模块,能够针对不同的产品进行具体分析,适用于模拟复杂铸件成形过程中的各种物理现象,为商家提前设计准确的加工方案,减少出错率,从而节约了加工成本;PoligonSoft拥有先进的铸造仿真系统,能够完美的对产品进行仿真设计,通过虚拟仿真技术,可以为模型的性能进行仔细分析,从而加强产品的制作工艺,提高产品的性能,加快产品的开发时间与支付时间,为用户创建一个快速、高效、先进的铸造分析工具。

该套软件具有：集铸件重量、体积、模数、补缩、浇铸等工艺参数计算为一体；集铸造过程仿真、铸造缺陷预测及结果显示为一体的PoligonSoft，实现对铸件中的充型流态、凝固过程、温度场模拟和缺陷预测，从而对铸造过程中所涉及的工艺参数和工艺方案做出评价，达到大幅度缩短工艺定型周期、降低废品率的目的。根据现场的工艺参数（铸件原形，砂箱尺寸，工艺位置，浇注及补缩系统，浇注温度，铸件材质，砂型材质，涂料材质，模壳焙烧温度，浇口棒设计等等）模拟铸造充型过程、凝固过程，预测铸件各处温度变化及铸型温度的变化、预测铸件浇不足、卷气、缩孔、缩松等缺陷，并在后处理中以图形显示。适用铸造材质和铸造方式：球铁、灰铁、铸钢，普通砂型重力铸造。适用于普通砂型重力铸造和所有数据库铸件、铸型材质，包括铸铝、铸铜、铸镁、球墨铸铁、灰口铸铁、蠕墨铸铁、铸钢、铸钛、树脂砂工艺、湿型砂工艺、粘土砂工艺、铁模覆砂工艺和各种铸造合金材料及造型材料、涂料、保温材料（冒口套、覆盖剂）等多种材料。使用方便。主要功能和特点：（1）能够准确模拟重力铸造的充型、凝固；（2）能够模拟浇不足、冷隔、卷气等缺陷；（3）能够实现液相及缩孔缩松的定量预测；（4）基于有限元技术，能够模拟铸件凝固过程；（5）采用随温度变化的物性参数；（6）实现变网格模拟计算，剖分后铸件外形拟合精度高。（7）提供CAE集成功能。提供1年免费升级，终身免费技术支持。使用这套铸造软件，无疑会给铸造企业带来较大的经济效益。实现铸件工艺设计和模拟的计算机化，将大大缩短设计和修改的周期，提高成品率及工艺出品率。它将促使企业铸件生产上一个台阶，提高企业的竞争能力，并树立现代企业的形象。

PoligonSoft包括以下软件产品系列：砂型重力铸造、金属型重力铸造、砂型低压铸造、金属型低压铸造、精密铸造、压力铸造、倾转铸造、消失模铸造、“V”法铸造等，软件适用于各种铸钢、铸铁、铝合金、镁合金、铸钢及各种铸型材料。

二、PoligonSoft软件模块：

（1）PoligonSoft软件工艺模块

★ 砂型重力铸造                 ★ 砂型低压铸造

★ 金属型重力铸造              ★ 金属型低压铸造

★ 精密铸造                         ★ 高压铸造

★ 砂型差压铸造                  ★ 金属型差压铸造

★ 消失模铸造                     ★ “V”法铸造

★ 连续铸造                          ★ 离心铸造

◎ 备注：

1、公司提供所有铸件和铸型相关热物理数据库（碳钢铸造、合金钢铸造、铸铝、灰铸、球墨铸铁、铸铜、镍铁合金铸造，铸型材料、模壳材料、冒口套材料等）。

2、公司对软件使用提供技术支持，终身技术服务。在软件安装、调试完成后，我公司提供技术培训。软件使用中出现需方难以恢复的故障时，供方承诺48小时到达需方现场负责解决。

3、结合厂里实际需求情况，我公司提供各功能模块，并提供所有铸件和铸型相关热物理数据库（碳钢铸造、合金钢铸造、铸铝、灰铸、球墨铸铁、铸铜、镍铁合金铸造，铸型材料、模壳材料等），同时替厂方添加新材料。

软件特色

1、采用有限元技术,能准确地进行流动,热传导和应力的分析

PoligonSoft使用了更先进的有限元技术并配备了功能强大的数据接口和自动网格划分工具。是目前唯一能对铸造凝固过程进行热-流动-应力完全耦合的铸造模拟软件;计算结果更准确。

2、PoligonSoft可以用来模拟任何合金

从钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍基、钛基和锌基合金,以及非传统合金和聚合体。可扩充的材料库可以通过输入材料的热物性参数如:热导率、密度、比热、热焓、固相率、潜热、粘度、表面张力、渗透率、热膨胀系数、杨氏模量、泊松比、屈服应力、硬化、粘塑性等来构建新的材料库数据。

3、PoligonSoft可以采用基本的模块完成几乎所有方式的铸造模拟:砂型铸造，金属型，高低压，差压，倾转，各种金属颜色等工艺。

4、PoligonSoft新一代几何网格工具,配合有限元特有的不连续网格支持技术,使得建立网格的速度大大提高。

5、因为采用有限元计算,温度场、应力、变形、裂纹计算优势更明显。

6、辐射计算更准确

辐射模块扩展了热求解器辐射的功能包括角系数的影响。这个模块对熔模铸造过程是必需的,考虑从模壳的一个区域到另一个区域的自辐射影响是非常显著的。而只有有限元算法才能更好的考虑辐射角系数,因此,PoligonSoft辐射计算优势明显。

7、在铸造模拟中,可以充分考虑背压的影响。计算流场更准确。

8、更精确地表征几何体几何特征

对薄壁零件(如叶片)和复杂形体更有优势,能更好地处理流动问题。由于能采用无级变化网格和非连续网格,分析模型较小,节省计算内存,节省磁盘空间,节省计算时间,更容易进行前后处理。有限元网格的特性可以使得计算结果更准确。

9、具备多工艺链式分析能力

对于铸造后工艺的模拟,PoligonSoft可以将计算所得的结果无缝链接到其它软件进行链式仿真,可以耦合计算结果到ABAQUS ,ANSYS,SYSWELD ,DEFORM等软件中进行链式耦合分析。

软件亮点

一、缩孔

通过PoligonSoft的标准求解器可以计算出宏观缩孔的位置。PoligonSoft还具备一个更精细的模型来模拟气孔位置,该模型通过精确计算枝晶收缩和气体含量模拟出气孔位置。

二、应力分布与变形

PoligonSoft具备独特的热、流动及应力耦合分析能力,并且,这种完全的耦合分析可以同时在同一网格上进行。PoligonSoft能够检查充型过程中产生的热冲击,以及凝固过程中铸件和模具之间间隙的影响。解决热裂、塑性变形、残余应力和扭曲变形等当前工业用户关心的主要问题。

三、微观组织及性能

基于合金成分的不同,软件自动计算相应的微观组织及性能预测。如:可精确的考虑球铁类铸件的石墨化膨胀问题,从而获得有意义的模拟计算结果。耦合微观组织模块精确计算铸铁件的致密度缺陷。同时可以基于相成分来预测铸件的强度、硬度、延展率等性能。

四、晶粒形貌

铸件的晶粒组织结构是冶金学家最希望控制的铸造参数。典型的案例是运用定向凝固的方法制造的燃气涡轮叶片。在这种熔模铸造过程中,铸件和冷铁接触的地方,合金以很细的晶粒开始凝固。在这个等轴晶粒区域,晶粒结晶方向优先按照热流方向生长,抑制了其它方向晶粒的生长。

PoligonSoft可以计算凝固过程中晶粒结构的变化,被很多高端工业用户用来控制铸造条件,优化零部件性能。