СКМ ЛП ПолигонСофт

Система компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП) «ПолигонСофт» позволяет отработать литейную технологию не на реальной отливке, а на ее 3D-модели, что снижает затраты на проведение натурных экспериментов и внедрение в серийное производство. На протяжении 20 лет ведется постоянное совершенствование системы, в нее вошли знания и опыт, накопленные за этот период крупнейшими институтами и десятками предприятий в России и за рубежом.

Особенность системы «ПолигонСофт» - современный уровень применяемых физических моделей и математических методов, высокая скорость вычислений, ориентация на многоядерные процессоры и 64-разрядные ОС.

Система зарекомендовала себя как прекрасный прикладной инструмент технолога-литейщика и конструктора.

2023: СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2023.0

27 октября 2023 года компания «СиСофт Девелопмент» сообщила о выходе обновленной версии системы инженерного анализа (CAE) литейных процессов PoligonSoft.

PoligonSoft 2023.0

По информации компании, в PoligonSoft 2023.0 вошли дополнительные решатели, обновленная версия сеточного генератора, модуль подготовки данных с другим интерфейсом, а также обновленный решатель макроструктуры.

Пользователи получат препроцессор «Мастер» с дополнительными редакторами, инструментами и ленточным интерфейсом. Обновленная архитектура программы продолжает вытеснять старый код, и потерявшие актуальность модули заменяются на другие. В частности, в PoligonSoft 2023.0 заменен устаревший редактор материалов формы, полностью переработана и расширена база материалов и литейных сплавов. Теперь характеристики всех материалов редактируются в едином редакторе Свойства материала, который также претерпел значительные изменения.

СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2023.0. Препроцессор Мастер

Пользователи PoligonSoft 2023.0 получат решатель течения «Эйлер» с уточненными моделями течения, теплопередачи и снижением времени расчета заполнения до 6 раз. Переработанный решатель температур и пористости «Фурье» получил обновленную модель теплопередачи и модель для расчета с экзотермическими материалами.

Решатель «Термообработка» для сталей, который вышел в прошлой версии PoligonSoft, разработан для прогноза структуры и механических свойств конструкционных и низколегированных сталей после прохождения термической обработки: закалки, нормализации или отжига. В обновленной версии в него добавлена модель отпуска, а также расчет предела текучести и относительного удлинения после термической обработки.

В составе PoligonSoft 2023.0 вышел решатель «Макроструктура» с моделью гетерогенного зарождения зерен как на поверхности формы, так и в объеме расплава. Данный решатель применим для моделирования формирования макроструктуры металлических сплавов, которые имеют в твердом состоянии объемно-центрированную или гранецентрированную кубическую решетку. Это первая 2D-версия модуля для расчета размеров и ориентировки зерен в выбранном сечении отливки на основе температурных 3D-полей.

СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2023.0. Макроструктура в сечениях лопатки ГТД, полученная при разных условиях охлаждения

2022: СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2022

Выходит версия 2022 системы инженерного анализа литейных процессов «ПолигонСофт». Об этом 15 сентября 2022 года сообщила компания-разработчик CSoft. Реализованные в ней решатели, функции и инструменты позволят инженерам литейного производства создавать лучшие литейные технологии и существенно повысить качество отливок.

Обновленная версия СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2022 прошла стадию тестирования, и ее рассылка пользователям, находящимся на технической поддержке, начнется уже в сентябре. Этот релиз претерпел фундаментальные изменения практически во всех ключевых модулях, кроме того, в нем реализован решатель термической обработки сталей.

Реализованная версия сеточного генератора с усовершенствованными алгоритмами проверки и редактирования позволяет повысить качество как сетки, так и расчетов.

СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2022. Сеточная модель литейного блока и формы

Пользователи получат обновленный препроцессор Мастер с обновленными редакторами и инструментами. Постоянно совершенствуемая архитектура СКМ ЛП «ПолигонСофт» продолжает вытеснять старый код, и потерявшие актуальность модули заменяются на новые. В частности, в этой версии заменены устаревшие редакторы тепловых, усадочных и механических свойств материала. Теперь все характеристики литейного сплава объединены в одном файле и доступны в новом редакторе Свойства материала, существенно расширяющем возможности и функционал для управления, включая систему проверок корректности и достаточности данных.

СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2022. Препроцессор Мастер

СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2022 содержит дополнительные версии решателей течения Эйлер с более быстрыми и стабильными алгоритмами, обновленный решатель температур и пористости Фурье и решатель напряжений Гук с расширенным функционалом. Существенно модернизирована и дополнена база материалов формы, полностью переработаны базы материалов литейных сплавов и подводов. Обновлены шаблоны технологических процессов.

Решатель Термообработка разработан для прогноза структуры и механических свойств конструкционных и низколегированных сталей после прохождения термической обработки: закалки, нормализации или отжига.

Для расчета требуется химический состав стали и режим термической обработки. Моделирование структуры и свойств выполняется на основе температурных полей, рассчитанных в тепловом решателе Фурье по заданному режиму. При необходимости может быть выполнен расчет остаточных напряжений и коробления геометрии детали.

СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2022. Моделирование торцевой закалки цилиндра: а) мартенсит; б) бейнит; в) феррито-перлитная смесь; г) твердость по Виккерсу; д) временное сопротивление, МПа

2021

СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2021.0

CSoft Development 27 октября 2021 года выпустил обновленную версию системы инженерного анализа литейных процессов СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2021.0.

Версия 2021.0 выходит всего через восемь месяцев после предыдущего релиза. «ПолигонСофт» прошел стадию тестирования, и его рассылка пользователям, находящимся на технической поддержке, начнется уже в сентябре. Такой быстрый выпуск обновленной версии связан прежде всего с реализацией наработок, начатых еще в 2020 году и желанием удовлетворить запросы пользователей.

Обновленная архитектура СКМ ЛП «ПолигонСофт» продолжает вытеснять старый код, и потерявшие актуальность модули заменяются на новые, либо удаляются. Из данной версии исключены все старые решатели, а также модуль подготовки модели для расчета радиационного теплообмена «Трассировка». Все они полностью заменены на другие, более точные и быстрые, решатели, которые постепенно внедрялись на протяжении нескольких предыдущих релизов.

Начиная с версии 2021.0 начинаются работы по замене редакторов модуля «Сплав» на более актуальные и функциональные. По запросам пользователей модернизация началась с двух самых используемых – редактора параметров теплопередачи и редактора задаваемых температур. [Данные], которые они формируют, входят в понятие «шаблона технологического процесса».

СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2021.0. Новый редактор «Температурные режимы»

В СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2021.0 пользователи найдут обновленную версию решателя течения Эйлер с более быстрыми и стабильными алгоритмами и обновленный решатель «Фурье». Оба решателя подверглись глубокому рефакторингу кода, что связано прежде всего с переходом на другую модель данных, а также внедрением подхода, согласно которому расчет рассматривается как проект по созданию технологии. В результате изменений пользователи получат возможность использовать переменные параметры теплопередачи между телами и окружающей средой, назначать более гибкие температурные условия. Переход на «сквозное» время процесса дает возможность использовать единые настройки для всех решателей без необходимости замены граничных условий при смене решателя. В частности, появилась возможность моделирования расплавляемых холодильников уже на стадии заполнения формы.

При литье в вакууме необходимо правильно учитывать эффекты отражения и поглощения энергии телами. Обновленный модуль «Трассировка» включается опцией «Радиационный теплообмен» и в автоматическом режиме выполняет подготовку геометрии к расчету. В этой версии разработчики смогли еще раз значительно улучшить обработку данных, что особенно заметно на больших моделях.

СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2021.0. Индикатор горячих трещин

В решатель «Гук» добавлена упруго-пластическая модель поведения формы при контактном взаимодействии с отливкой. Одновременно добавлена модель прогноза горячих трещин при фасонном литье. Ранее вероятность их образования оценивалась по пластическим деформациям, что в целом соответствует реальности, однако в последнее время стали возникать ситуации, когда этого способа было недостаточно. Ориентируясь на пожелания пользователей, разработчики создали специальную модель, которая рассчитывает склонность к горячим трещинам на основе анализа уровня пластических деформаций и характера затвердевания отливки.

Инструмент для проверки и автоматического повышения качества стеки, разработанный и внедренный в предыдущей версии, значительно переработан и улучшен. Добавлен критерий проверки – по длине ребра элемента: слишком маленькие элементы удаляются и заменяются на более крупные.

Среди других важных обновлений: возможность восстановления и продолжения прерванного расчета, исправления и улучшения функционала модулей «Мастер» и «Мираж».

СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2020.0

CSoft Development 10 февраля 2021 года представил очередную версию СКM «ПолигонСофт» 2020.0

СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2020.0. Создание оболочек формы и теплоизоляции для моделирования ЛВМ: а) отливка; б) керамическая форма; в) теплоизоляция, 1 слой; г) теплоизоляция, 2 слой

Обновленная архитектура системы продолжает вытеснять старый код, а потерявшие актуальность модули заменяются или удаляются. Система прошла все основные стадии тестирования в конце 2020 года и на февраль 2021 года доступна для пользователей.

Обновления коснулись как пользовательских интерфейсов, так и математических моделей.

• Внедрен дополнительный инструмент в сеточный генератор.
• Препроцессор «Мастер» теперь запоминает последнюю задачу, над которой работал технолог, и предлагает импортировать все настройки на новую сеточную модель литейного блока.
• Появился измененный «Мастер построения керамических форм и теплоизоляционных оболочек».
• Обновилась версия решателя течения «Эйлер».
• Опция «Экономить время расчета» поможет оптимизировать размеры расчетной области.
• Функция «Пауза» перед остановкой расчета течения будет очень полезна при моделировании литья крупногабаритных слитков.
• Модуль «Трассировка» включается опцией «Радиационный теплообмен» и в автоматическом режиме выполняет подготовку геометрии к расчету.
• В СКМ ЛП «ПолигонСофт» прекращена поддержка прямых методов расчета в решателе «Фурье».
• Модуль «Оптима», который использовался для подготовки модели к расчету прямым методом, исключен из состава СКМ ЛП «ПолигонСофт».
• Модуль «Слайд» устарел и исключен из состава СКМ ЛП «ПолигонСофт».

Среди других важных изменений – возможность расчета напряжений в литейной форме в решателе «Гук», обновленная модель пористости и радиационного теплообмена в решателе «Фурье», а также другие возможности постпроцессора.

2020: СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2019.5

9 июня 2020 года компания «СиСофт» сообщила о выпуске разработчиком, компанией CSoft Development, обновления вышедшей в конце 2019 года версии системы инженерного анализа литейных процессов СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2019.5. В версии 2019. х изменения коснулись практически всех модулей системы — от математических моделей до пользовательских интерфейсов. В этом обновлении пользователям предлагаются дополнительные инструменты и функции препроцессора, а также улучшенные алгоритмы расчета. Изменения, произошедшие в системе лицензирования, открывают возможности обновления предыдущих версий.

СКМ ЛП «ПолигонСофт», инструмент Подвод расплава

Со слов разработчика, архитектура СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2019. х плавно вытесняет традиционный модульный подход к моделированию литейной технологии. Препроцессор «Мастер» взял на себя функции полной подготовки модели литейного блока к расчету и запуску решения задач заполнения формы, затвердевания, пористости и напряжений. Реализовано сквозное моделирование всех этапов технологического процесса с автоматическим переключением математических моделей. Для этого были переработаны все три решателя СКМ ЛП «ПолигонСофт». Особенно это коснулось решателя течения, который был создан фактически с нуля. Обновленная модель течения расплава позволяет оценить процесс заполнения формы на совершенно иной, более высокой ступени. Пользователь сам устанавливает уровень детализации расчета и выбирает баланс между скоростью и качеством визуализации.

В обновленной версии СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2019.5 пользователи найдут решатель течения Эйлер с более быстрыми, стабильными алгоритмами и уточненной моделью теплопередачи на границе «отливка-форма». В препроцессоре появился инструмент Подвод расплава для гибкого и удобного назначения условий заполнения формы с возможностью долива в разные элементы литниково-питающей системы.

Разработчик отметил и изменения, коснувшиеся алгоритма генерации оболочек, который обычно используется при создании модели керамической формы для литья по выплавляемым моделям. В СКМ ЛП «ПолигонСофт» 2019.5 применяется другая версия сеточного генератора с внедренными функциями исправления «плохих элементов», что позволяет снизить или вовсе исключить их появление.

Начиная с представленной версии СКМ ЛП «ПолигонСофт», в политике лицензирования произошли изменения. Все комплектации системы будут многоядерными и иметь в названии приставку xCore. Это означает, что для расчета будут доступны все ядра процессора, установленного в ПК. Одновременно отменено лицензирование алгоритмов генерации свойств литейных сплавов в модуле «Сплав». Таким образом, пользователи, обновляющие свои одноядерные, двухъядерные и т.д. конфигурации СКМ ЛП «ПолигонСофт», получат взамен многоядерную версию и лицензию на модуль «Сплав» без дополнительных доплат.

2015: Вышла версия системы ПолигонСофт 15.0

16 июня 2015 года компания CSoft опубликовала версию системы инженерного анализа литейных технологий ПолигонСофт 15.0^[1].

В ней расширен функционал некоторых модулей, обновлены алгоритмы, пополнены базы данных материалов отливки и формы.

Скриншот окна приложения. Температурное поле отливки, 2014

В основном решателе системы ПолигонСофт – модуле «Фурье-3D», усовершенствована модель макро- и микропористости для использования с опцией центробежного литья и произвольной осью вращения.

Наиболее серьезные изменения выполнены в модуле расчета напряженного состояния отливки «Гук-3D». В этой версии решателя создан «стабилизированный» вариант метода Ньютона, позволяющий точнее обрабатывать контакт отливки с формой. Одновременно разработчики значительно сократили время расчета посредством включения алгоритма, помогающего снизить количество итераций метода Ньютона на первых шагах расчета. Добавлена возможность расчета НДС после снятия формы (выбивки, разборки кокиля) и удаления элементов литниково-питающей системы.

Обновленный постпроцессор «Мираж-3D» с деревом модели, управляющим визуализацией элементов отливки и формы, значительно повышает эффективность анализа результатов.

Максим Тихомиров, руководитель коллектива разработчиков, директор ООО «СиСофт Полигон плюс», отметил: «Новая версия ПолигонСофт – это наш очередной вклад в дело развития инженерного анализа литейных процессов на отечественных предприятиях. Каждый раз, приступая к работе над новой версией, мы тщательно продумываем стратегию дальнейшего развития системы ПолигонСофт, выбираем самые востребованные направления в моделировании литейных процессов. В 2014 году к специалистам технической поддержки было много обращений, связанных с моделированием напряженного состояния отливки. Холодные и горячие трещины – весьма распространенный дефект, и мы приложили усилия для его предотвращения, значительно расширив функционал модуля "Гук-3D". Не забывали мы и о других модулях системы. Например, добавлен новый функционал в такие процессорные, пост- и препроцессорные модули, как «Фурье-3D», «Мастер-3D» и «Мираж-3D». Эти новые функции позволяют в новом качестве специализированно решать такие задачи, как, например, расчеты при центробежном литье, литье при использовании экзотермических смесей, более эффективно управлять визуализацией и подготовкой расчетов с помощью так называемого дерева модели. Расширена база данных по материалам. Кроме того, в поставку ПолигонСофт, начиная с версии 15.0, включен генератор конечно-элементных сеток на базе свободно распространяемых библиотек и модулей системы SALOME. Все это и многое другое сделано по просьбам и предложениям наших отечественных и зарубежных партнеров и пользователей. Надеюсь, технологи оценят наши усилия».

2014: ПолигонСофт 14.0

18 июня 2014 года компания CSoft сообщила о выходе новой версии решения для разработки и анализа технологий литья металлов.

Изменения затронули все модули системы:

• обновлены интерфейсы,
• добавлены новые алгоритмы и модели,
• увеличена производительность некоторых модулей,
• расширена база данных материалов.

Модуль подготовки геометрической модели «Мастер-3D» получил в числе прочего возможность чтения конечно-элементных моделей, построенных в генераторе CAD-системы NX, и более гибкие алгоритмы анализа и улучшения качества сетки.

Существенные изменения во всех вычислителях системы. В основной модуль — процессор «Фурье-3D» — внедрена новая модель центробежного литья с произвольной осью вращения. В алгоритмы модуля внесены изменения, позволяющие моделировать работу экзотермических вставок. Новая модель усадочной раковины и макропористости, реализованная в предыдущей версии, переработана, уточнена и дополнена новой моделью микропористости.

Тепловые поля в отливке при использовании плиты из экзотермической смеси (слева) и из стержневой смеси (справа)

В новой версии модуля расчета напряженного состояния отливки «Гук-3D» реализован алгоритм контактного взаимодействия отливки с формой. Это дает возможность учитывать затрудненную усадку при анализе напряженно-деформированного состояния отливки. Форма учитывается в расчете как абсолютно жесткое тело.

Полный перечень изменений в СКМ ЛП «ПолигонСофт» 14.0 доступен на сайте вендора.

2013: Версия 13.4

В этой версии реализован ряд идей, направленных на улучшение и упрощение моделирования процесса непрерывного литья. Добавлен новый модуль «Гук-3D» для расчета напряжений и деформаций в отливке.

Изменения коснулись практически всех модулей системы: обновлены интерфейсы, добавлены новые алгоритмы и модели, увеличена производительность некоторых модулей, расширена база данных материалов.

Значительные изменения претерпел модуль подготовки геометрической модели «Мастер-3D», получивший в новой версии в числе прочего удобное дерево модели и улучшенный интерфейс загрузки файлов с возможностью чтения конечно-элементных моделей, построенных в генераторе CAD-системы CATIA V5.

Существенные изменения произошли во всех трех решателях (англ. solvers) системы. Так, модуль «Эйлер-3D» теперь имеет 64-битную версию, которая автоматически используется в ОС MS Windows x64. В решателе реализованы новые функции интерфейса, позволяющие запускать редакторы исходных данных и постпроцессор с результатами расчета прямо из оболочки модуля.

В основной модуль системы — процессор «Фурье-3D» — внедрена новая модель формирования усадочной раковины и макропористости, основанная на усовершенствованном методе пошагового определения формы усадочной раковины с учетом капиллярного эффекта и падения давления при кристаллизации тепловых узлов. Новая модель добавлена для использования в режиме тестирования и может быть запущена вместо традиционной модели МАКРО.

Описание

СКМ ЛП «ПолигонСофт» (PoligonSoft) — пакет программ, позволяющий моделировать заполнение формы расплавом, перенос тепла при кристаллизации (теплопроводностью, конвекцией и излучением), образование усадочных дефектов (раковины, макро- и микропористость), напряжения и деформации (включая критерий образования трещин). Кроме того, «ПолигонСофт» имеет специальные возможности для моделирования направленной кристаллизации, непрерывного литья, литья под высоким и низким давлением и критериального анализа полученных результатов.

СКМ ЛП «ПолигонСофт» позволяет получить результаты высокой достоверности, обладает современными физическими моделями, дружественным интерфейсом и высокой скоростью расчетов. Система зарекомендовала себя как прекрасный прикладной инструмент технолога-литейщика и конструктора.

СКМ ЛП «ПолигонСофт»

Использование СКМ ЛП «ПолигонСофт» для моделирования литейных технологий обеспечивает:

• снижение брака;
• снижение расходов на отработку технологии;
• снижение временных затрат на внедрение новых технологий;
• повышение уровня свойств отливок;
• быструю подготовку специалистов-литейщиков.

Обладая большим количеством специальных и универсальных функций, СКМ ЛП «ПолигонСофт» применима для моделирования большинства литейных технологий:

• литья в песчаную форму с любым связующим;
• литья в кокиль (в том числе охлаждаемый или подогреваемый);
• литья по выплавляемым моделям;
• литья в вакууме (в том числе направленной кристаллизации);
• литья по процессу вакуумно-пленочной формовки;
• литья под высоким и низким давлением;
• непрерывного литья;
• жидкой штамповки (литье с кристаллизацией под давлением);
• затвердевания с учетом подвода электрического тока.

СКМ ЛП «ПолигонСофт«/«Эйлер-3D». Заполнение формы расплавом (ОАО «Сантехприбор»)

СКМ ЛП «ПолигонСофт» позволяет проводить расчеты с любыми сплавами и материалами формы, включая стержни, фильтры, утеплители, противопригарные покрытия, холодильники (в том числе внутренние) и т.п.

С помощью СКМ ЛП «ПолигонСофт» можно смоделировать и проанализировать:

• прогрев и остывание формы перед заливкой (в атмосфере и вакууме);
• процесс заполнения формы расплавом — с получением информации о поле скоростей и температуре расплава, возможных «перемерзаниях» питающих каналов и непроливах;
• процесс изменения температуры отливки и формы;
• процесс затвердевания отливки;
• процессы формирования усадочных раковин, макро- и микропористости;
• фильтрационную задачу, включая моделирование полей давления;
• напряженно-деформированное состояние отливки, включая коробление и прогноз образования горячих и холодных трещин;
• различные задачи, основанные на постобработке расчетных полей, позволяющие прогнозировать механические свойства, пригар, структурные параметры и т.п.

СКМ ЛП «ПолигонСофт«/«Фурье-3D». Температурное поле отливки (ЗАО «Петрозаводскмаш»)

СКМ ЛП «ПолигонСофт«/«Фурье-3D». Моделирование усадочной пористости в пластине и сравнение с экспериментальными данными (К. Бекерманн)

СКМ ЛП «ПолигонСофт» обладает мощной системой визуализации результатов расчета. С помощью этой системы можно увидеть все, что происходило с отливкой в любой момент времени и в любой ее части. Полнота визуально представленной информации — одно из существенных достоинств системы «ПолигонСофт», которое позволяет:

• увидеть отливку/форму под любым углом;
• создать любые сечения как для отливки и формы совместно, так и раздельно;
• заглянуть в тело отливки и наблюдать за течением всех процессов в объеме;
• вывести любые расчетные данные в виде цветовых полей;
• вывести информацию о скорости и направлении потока в векторном виде;
• показать изоповерхности или области выше или ниже заданного значения;
• установить «датчики» в любом месте отливки/формы на любой расчетный параметр;
• просмотреть графики, записанные с помощью «датчиков«;
• записать анимационный файл и многое другое.

СКМ ЛП «ПолигонСофт«/«Гук-3D». Трещины в отливке (ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют»)

Преимущества

В СКМ ЛП «ПолигонСофт» предусмотрен критериальный расчет и анализ многих свойств и параметров (структура, твердость, пригар, размывы формы и т.п.) по расчетным данным. Помимо имеющихся готовых критериев, можно задать собственные критерии анализа, необходимые для конкретного производства. Реализованы технологии многопоточной обработки для современных многоядерных систем, что позволяет существенно ускорить процесс расчета и полностью использовать вычислительный потенциал двух-, четырех- и восьмиядерных процессоров.

СКМ ЛП «ПолигонСофт» поставляется с обширной базой свойств материалов формы и сплавов, открытой для редактирования и пополнения. В состав СКМ ЛП «ПолигонСофт» входит специальный модуль для генерации теплофизических свойств сплавов по химическому составу. Имеются учебник и подробная справочная система.

Примечания