高压喷射模拟大比拼：MAGMA、Flow3D、ProCAST性能对比

对于高压铸造行业，均对充填过程中的流场结果提出质疑。他们认为高压铸造将出现“喷射”状态。如附件中的动画。除了Flow3D之外，其他的商业模拟软件在充填阶段均表现得平滑，没有“天女散花”的现象，更像普通的重力铸造。

1 高压铸造中是否真的出现“喷射”？

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？

2 如果真的出现“喷射”现状，模拟结果对实际

是否有本质的影响？

如果有影响，MAGMA和ProCAST也不可能成功推广这么多年，这两个软件均不会出现“喷射”

诚然，我们无法得到类似这样的喷射结果，但这并不意味着这样的结果不可以正确预测在充填过程中出现的缺陷，例如卷气，紊流，水纹等。

下文是这方面的一个比较：

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

感谢stevenjan提供典型的压铸模实例（http://www.baisi.net/thread-736182-1-1.html），

感谢zhuzao（http://www.baisi.net/thread-765319-1-6.html），chinawang（http://www.baisi.net/thread-765319-2-6.html）利用Magmasoft进行分析，

感谢xmflow3D（http://www.baisi.net/thread-765319-3-6.html），xucaiwen（http://www.baisi.net/thread-736182-2-1.html）利用flow3d进行分析。

01 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。

02 三种软件计算结果比较

03 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！

04 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。

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。

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。

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