Аналіз програмного забезпечення для моделювання технологічного процесу лиття

Анотація

У статті подано розширений аналіз сучасного програмного забезпечення, призначеного для комп’ютерного моделювання технологічних процесів лиття металів і сплавів. Розглянуто теоретичні та математичні основи чисельного моделювання, що застосовуються для опису гідродинаміки заповнення ливарних форм, процесів теплопереносу, кристалізації, фазових перетворень і формування макро- та мікроструктури виливків. Проаналізовано можливості використання методів скінченних елементів, скінченних об’ємів і мультифізичних підходів, які реалізовані в сучасних симуляційних системах для підвищення точності прогнозування результатів лиття.

Виконано порівняльний аналіз поширених комерційних і дослідницьких програмних продуктів, зокрема ProCAST, MAG­MASoft, FLOW-3D Cast, ANSYS, SolidCast, NovaFlow&Solid та QuikCAST. Визначено їхні функціональні особливості, переваги й обмеження, а також сфери доцільного застосування залежно від типу лиття, складності геометрії виробів і вимог до точності прогнозування дефектів. Окрему увагу приділено питанням інтеграції програм моделювання у комплексні CAD/CAE/CAM-системи, що забезпечує створення цифрових двійників технологічних процесів у межах концепції Industrie 4.0 та підвищує ефективність підготовки виробництва.

Розглянуто сучасні тенденції використання штучного інтелекту та методів машинного навчання в ливарному виробництві, зокрема для оптимізації технологічних параметрів, прискорення чисельних розрахунків і прогнозування виникнення ливарних дефектів. Показано, що впровадження комп’ютер­ного моделювання дозволяє знизити витрати на експериментальні дослідження, підвищити якість виливків і скоротити терміни розробки нової продукції