Программа может использоваться для моделирования следующих способов литья:

  • литье по выплавляемым моделям;
  • литье в землю;
  • литье в кокиль;
  • литье в изложницу;
  • литье под давлением.
Распределение скоростей потока расплава при заливке формы (ОАО «Коломенский Завод») Распределение скоростей потока расплава при заливке формы (ОАО «Коломенский Завод»)

Предусмотрена возможность моделирования сложной программы заливки через несколько литников.

Процессы тепломассопереноса, моделируемые в LVMFlow, описываются замкнутой динамической системой уравнений, основанных на законах сохранения энергии, импульса, массы, уравнений состояния многокомпонентных сплавов. Решение этих уравнений осуществляется на прямоугольной сетке методом конечных разностей (МКР) с автоматическим выбором шага интегрирования по времени.

Из дополнительных приемов, применяемых в литейной технологии, в LVMFlow реализовано моделирование теплоэлектронагревателей, каналов с теплоносителями, фильтров, учет противопригарных покрытий и многократного использования формы.

Программа позволяет:

  • проследить динамику процессов заполнения формы металлом и кристаллизации отливки в форме;
  • получить информацию о полях скорости, давления, температуры, жидкой фазы и дефектах усадочного происхождения;
  • снять значения «термопар» в произвольной точке отливки и формы;
  • оценить распределение в отливке отдельных включений с разными плотностями и размерами — например, шлаковых частиц.
Распределение поля температур при кристаллизации крупногабаритной корпусной отливки (ОАО Старооскольский металлургический комбинат) Распределение поля температур при кристаллизации крупногабаритной корпусной отливки (ОАО Старооскольский металлургический комбинат)

Дополнительно к основному разработан модуль «Напряжения» для расчета деформаций и напряжений, возникающих в отливке при охлаждении. Реализованы две модели деформирования среды — упругая и упруго-пластичная. Информация по напряжениям используется для прогноза развития горячих трещин в отливке.

При моделировании литьевых процессов для каждого расчетного варианта создается специальный паспорт, в который заносится полная информация об отливке: данные по конечно-разностной сетке, начальные и граничные условия, результаты моделирования. Это позволяет сохранить информацию для разных вариантов технологии изготовления отливки, а затем провести сравнительный анализ и сделать выводы о влиянии тех или иных параметров на процессы заполнения формы, затвердевания, образования дефектов.

Результаты (2D и 3D) можно автоматически сохранять для дальнейшего просмотра. Результаты моделирования можно также записать в виде анимационных AVI-файлов.

Пользователь назначает материалам свойства, используя банк материалов, который содержит наиболее часто применяемые формовочные материалы, огнеупоры, изоляционные материалы и сплавы. Сплавы классифицированы по группам (углеродистые стали, легированные стали, чугуны, силумины, бронзы, никелевые сплавы), каждой из которых соответствует своя базовая диаграмма состояния. Банк свойств открыт для пополнения и корректировки.

Распределение пористости усадочного происхождения в крупногабаритной отливке (ОАО Старооскольский металлургический комбинат) Распределение пористости усадочного происхождения в крупногабаритной отливке (ОАО Старооскольский металлургический комбинат)

Для формирования геометрического образа отливки и вспомогательной оснастки может использоваться практически любая система твердотельного моделирования, позволяющая записать геометрию в STL-формате.

Предусмотрено распараллеливание вычислений и переход на 64-разрядную технологию. При решении тепловой и гидродинамической задач на двухпроцессорной машине скорость расчета увеличивается в 1,5−1,7 раз. 64-разрядная технология снимает ограничение (2,5 Гб) на использование оперативной памяти компьютера и в сравнении с 32-разрядной версией повышает скорость расчетов на 10−20%.

Пакет LVMFlow прошел всестороннее тестирование и проверку не только на российских, но и на зарубежных предприятиях. Он неоднократно экспонировался на международных выставках и конгрессах литейщиков.

LVMFlow CV — результат дальнейшего развития вычислительных алгоритмов для моделирования литейных технологий. В LVMFlow CV реализован оригинальный метод построения сетки — метод контрольных объемов (Control Volume Method). При сохранении всех возможностей ПО LVMFlow, новая версия обладает рядом дополнительных достоинств. Это высокоточное представление границ отливки и компонентов оснастки (на уровне метода конечных элементов), что особенно важно в случае тонкостенных отливок, а также для правильного расчета напряжений на контактных поверхностях. Кроме этого за счет уменьшения подробности сетки можно существенно сократить время моделирования (без ущерба для точности решения).