La estrategia de modelado en PoligonSoft se basa en el hecho de que un defecto de fundición puede tener causas no solo en la etapa de colada, sino también en las operaciones de preparación para la fundición y en las etapas tecnológicas posteriores.
En PoligonSoft, cada fase del proceso de fundición puede simularse paso a paso: precalentamiento del molde, llenado, solidificación, extracción de la pieza y corte del sistema de alimentación y las mazarotas.
Conversión de un modelo CAD 3D en mallas de elementos finitos. Herramientas de corrección automática y edición de mallas.
Configuración de la simulación: base de datos de materiales, parámetros iniciales de cálculo, condiciones de contorno y plantillas de procesos.
Parámetros de intercambio de calor por radiación, incluyendo re-radiación y sombreado, para fundición al vacío y a cera perdida.
Defectos de llenado, análisis de velocidad y temperatura, verificación de funcionamiento del sistema de alimentación.
Dinámica de solidificación, campos de temperatura-fase, identificación de puntos calientes, cavidades de contracción y porosidad.
Estado de tensión-deformación residual, alabeo de la pieza, y localización de posibles Grietas en caliente y frío, fisuras.
Visualización y análisis de los resultados del cálculo. Permite visualizar todos los campos de cálculo en cualquier etapa.
Diagramas y gráficos basados en los resultados. Gráficos personalizados usando fórmulas.
Análisis criterial utilizando fórmulas simples. Se pueden calcular muchas propiedades y parámetros adicionales: estructura, dureza, adherencias, erosión del molde, etc.
PoligonSoft utiliza el moderno y preciso método de elementos finitos para garantizar que la superficie y el volumen del modelo de fundición se ajusten lo más posible al original.
El usuario decide dónde se requiere el máximo detalle y dónde puede utilizarse una malla más gruesa para aprovechar al máximo los recursos informáticos.
Importación en formatos IGES y STEP
Creación automática de superficies conjugadas
Herramientas para la corrección de geometría
Tamaño de elementos ajustable
Algoritmos para corrección de la calidad de las mallas
Construcción de mallas tetraédricas y de otros tipos
Alto nivel de automatización
No requiere edición "manual" de mallas
Las funciones integradas de edición y control de calidad del modelo de elementos finitos permiten manipular rápidamente la malla sin tener que reconstruirla en el generador de mallas.
Las herramientas de inspección de la calidad de la malla en función de parámetros predefinidos identifican los elementos con ángulos críticos o formas irregulares y los corrigen o eliminan.
Herramientas especiales analizan la geometría en busca de paredes delgadas y refinan la malla localmente para mejorar la precisión del cálculo.
En el proceso de diseño, a menudo es necesario calcular muchas variantes del sistema de canales y mazarotas o regímenes tecnológicos. En este proceso, usualmente solo cambia la geometría del bloque de fundición o la temperatura de vertido, mientras que todos los materiales y condiciones de transferencia de calor permanecen inalterados.
Para evitar operaciones rutinarias al iniciar el cálculo, PoligonSoft utiliza plantillas de procesos tecnológicos, que proporcionan al usuario conjuntos de datos ya probados y característicos para cada tecnología.
Importación de mallas de elementos finitos prácticamente de todos los conocidos sistemas CAE (ANSYS, NASTRAN, NX, SolidWorks, Visual Environment, FEMAP, HyperMesh, etc.)
Construcción automática de carcasas para la fundición a la cera perdida
Herencia de todas las configuraciones de cálculo a nuevos modelos
Bases de datos de materiales
Plantillas de procesos tecnológicos.
En la fundición a la cera perdida, el molde cerámico tiene una geometría definida por su grosor y la forma de la superficie del modelo maestro de cera.
El generador de cáscaras permite crear un modelo de malla del molde cerámico con un grosor determinado sin ninguna construcción previa en el sistema CAD. De este modo pueden modelarse elementos poco complicados como tapas, revestimientos, mezclas aislantes y exotérmicas, etc.
PoligonSoft se suministra con una base de datos de materiales y aleaciones, que incluye las propiedades de muchos aceros, hierros fundidos, aluminio, níquel, titanio, cobre, zinc y aleaciones preciosas.
Contiene materiales para moldes: arenas, cerámicas, aislantes y manguitos exotérmicos y muchos otros materiales utilizados en la fundición.La base de datos puede ser editada y actualizada por el usuario.
El módulo "Euler" permite calcular el llenado del molde con la masa fundida a velocidad constante o variable a través de uno o varios bebederos.
Se calcula la caída de temperatura del metal fundido al contactar con las paredes del molde y la transferencia de calor al entorno, así como la solidificación, que puede llevar a la detención del flujo y a defectos de llenado.
Un algoritmo especial permite investigar el funcionamiento del sistema de bebederos, identificar sus puntos críticos y encontrar tamaños, ubicaciones y cantidad óptimos de alimentadores.
Temperatura del metal y del molde durante el llenado
Campos de velocidades del metal fundido
Superficie libre del metal fundido
Dinámica de solidificación
Criterios de detención (defectos de llenado)
Gracias al uso del método de elementos finitos, el sistema "PoligonSoft" se utiliza con éxito para modelar fundiciones muy grandes y, al mismo tiempo, comparativamente de paredes delgadas.
En combinación con la capacidad de utilizar simetría y cálculos multihilo, el proceso de modelado toma un tiempo bastante aceptable. Al mismo tiempo, los recursos informáticos utilizados (principalmente la cantidad de RAM) no exceden los límites de las PCs de oficina ordinarias.
El solver térmico "Fourier" calcula los campos de temperatura y fase, teniendo en cuenta la transferencia de calor (por conducción, convección, radiación) y la liberación de calor durante la solidificación.
Fourier permite realizar cálculos multietapa complejos durante los cuales se pueden cambiar las condiciones de enfriamiento y la geometría de modelo.
El módulo permite calcular:
Cómo cambian los campos de temperatura en la pieza y el molde
Cómo se solidifica la pieza
Dónde y por qué se forman los puntos calientes
La forma, tamaño y ubicación de las cavidades de contracción
El tamaño y la ubicación de las zonas de macro y microporosidad
La presión hidrostática
Una de las ventajas aparentes de PoligonSoft es el modelo de macro y microporosidad de contracción, que permite predecir la formación de defectos en fundiciones de uso crítico (álabes de trabajo y de tobera de turbinas, ruedas monobloque, impulsores de bombas, etc.)
Los algoritmos especiales que consideran el efecto capilar y la caída de presión durante la solidificación de nodos térmicos cerrados permiten calcular con mayor precisión el patrón de defectos
PoligonSoft puede resolver tareas complejas de intercambio de calor por radiación, teniendo en cuenta la re-radiación y el sombreado.
Esto es importante no solo para la fundición al vacío, sino también para la colada de bloques de fundición en "árboles" utilizando la tecnología de fundición a la cera perdida sin el uso de un material de relleno de soporte.
La ubicación de las fundiciones en el árbol, la ubicación de los bloques entre sí durante la colada y el enfriamiento, puede afectar significativamente el patrón de porosidad.
Los enfriadores internos se producen de la misma aleación que la fundición y se instalan dentro de la cavidad del molde. Durante el llenado del molde con la aleación, los enfriadores internos se derriten parcial o completamente y se sueldan con el metal base. los enfriadores pueden influir en el perfil térmico de la fundición, su solidificación y prevenir la aparición de porosidad por contracción.
La capacidad de simular este proceso es una característica que diferencia a PoligonSoft de muchos sistemas similares.
El solucionador "Hooke" está diseñado para calcular las tensiones y deformaciones residuales que surgen en la fundición durante el enfriamiento y la interacción con el molde. Un algoritmo incorporado predice la formación de grietas y indica áreas de posible destrucción.
La fiabilidad y estabilidad de los algoritmos permiten utilizar el solucionador incluso para modelar procesos de tratamiento térmico (temple en diversos medios, recocido, revenido, etc.) con el fin de determinar tensiones residuales, deformaciones, alabeo y posible destrucción tanto en la fundición como en el molde
El cálculo se realiza en base a la teoría de pequeñas deformaciones elastoplásticas creado por A. Ilyushin y el método de Newton. El módulo permite calcular:
La magnitud y distribución de las tensiones residuales
La magnitud y distribución de las deformaciones
El alabeo de la fundición en general y según los ejes de coordenadas
Las ubicaciones de posible aparición de grietas en frío y en caliente
PoligonSoft incluye modelos específicos para analizar el llenado del molde y la porosidad por contracción en la colada centrífuga.
El usuario especifica el eje, la dirección y la velocidad de rotación del molde.
Combinado con la capacidad de simulación de la fundición a la cera perdida, es una herramienta indispensable para la producción de piezas de fundición de aleaciones de titanio.
Detalles
PoligonSoft permite realizar cálculos de fundición continua.
Se simulan las condiciones de retención previa al arranque y la tracción con enfriamiento del metal en el cristalizador, en el medio de enfriamiento debajo del cristalizador y luego al aire.
El módulo permite investigar la influencia de diversos parámetros tecnológicos en la calidad de la fundición y aparición de piezas defectuosas.
Detalles
Módulo especial para el análisis de tratamientos térmicos en aceros: temple, normalización, recocido y revenido.
Como resultado del analisis se obtiene:
Estructura (martensita, bainita, mezcla de ferrita-perlita)
Dureza Vickers
Límite elástico
Resistencia a la tracción
Elongación relativa
Detalles
El solucionador modela la formación de la estructura granular durante el enfriamiento del metal fundido, teniendo en cuenta la nucleación en la superficie y en el volumen del molde
Se considera la composición química, el sobreenfriamiento, y el número de núcleos tanto en las superficies como en el volumen del metal fundido.
El resultado muestra la cantidad, tamaño, forma y orientación espacial de los granos.
DetallesEl programa está diseñado para visualizar los campos dinámicos tridimensionales de cantidades escalares (por ejemplo, los campos de temperatura-fase que varían en el tiempo), previamente simulados en los módulos procesadores del sistema PoligonSoft.
Los usuarios pueden interactuar con los datos visualizados, ajustando parámetros como la transparencia, la representación de isosuperficies, y la visualización de características como las cavidades de contracción y los patrones de flujo.
Módulo de visualización de gráficos que permite a los usuarios visualizar curvas o gráficos que han sido preparados en el modulo "Mirage".
Permite cargar hasta diez gráficos simultáneamente, cada uno con su propio indicador de color para una fácil identificación en el campo de coordenadas.
Además, ofrece la opción de construir nuevos gráficos a partir de una fórmula dada por el usuario.
Modulo de análisis criterial de los resultados obtenidos.
Se pueden calcular y analizar propiedades y parámetros como la estructura, la dureza, la escoria, el desgaste del molde, la velocidad de enfriamiento, entre otros.
El módulo incluye una amplia gama de funciones integradas que permiten al usuario crear criterios de análisis personalizados que se adecuen a las necesidades específicas de su producción, tales como potencias, logaritmos, funciones trigonométricas, gradientes, tasas de cambio, búsqueda de valores mínimos y máximos, entre otros.
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