Casting-Designer 鑄態機械性能分析 (CDPE)
考慮鑄造缺陷對鑄件性能的影響
CDPE (Cast-Designer PErformance) 是一個全新功能模塊，用於解決承受靜態和動態負載的大型三維實體模型。該軟件包括針對金屬疲勞和韌性斷裂研究的特定功能。更重要的是，鑄造過程中的缺陷如收縮孔隙率，氣孔隙率以及殘餘應力可以直接耦合到最終部件的性能分析階段。
CDPE 使用的是固體力學的三維非線性有限元分析代碼，該求解器與Cast-Designer完全整合，鑄造缺陷對最終鑄件性能的影響可以通過Cast-Designer與CDPE的結合來實現完整分析，如縮孔、氣孔和殘餘應力。
CDPE 的主要特點與應用
鑄件性能仿真實現從缺陷到性能的全封閉模擬
- 支持等邊六面體單元、四面體單元、interface-cohesive 單元，bar 單元，link 單元
- 用戶定義的多點約束；全局和非全局座標中的絕對約束；與link元素結合以施加一般週期邊界條件
- 使用自動構造的多點約束連接拓撲上不同但幾何上一致的網格的綁定接觸能力
- A robust finite strain formulation for solid elements and interface-cohesive elements using rotation neutralized rates.
- The general release of displacement constraints with the relaxation of reaction forces.
- Linear and nonlinear modeling of functionally graded materials.
- Element body forces, face tractions, face pressures, temperatures, piston-theory unsteady face pressures, geometry-dependent face pressures, user-defined nodal-loads routine.
- Displacement extrapolation, line search and automatic, adaptive solution strategies to enhance convergence of global Newton iterations, local constitutive updates and to control growth rates of material damage.
- 可變形有限元模型與可指定速度矢量的剛性表面（平面、圓柱體、球體）庫之間的接觸
- 鑄造過程缺陷結果全耦合到性能模擬中
- 使用方便，學習時間短
CDPE framework
CDPE: 將鑄造模擬結果與鑄件性能模擬相結合
使用相同的用戶界面
相同網格
自動結果耦合，無數據丟失
鑄造鋁合金輪圈應力分析
CDPE的壓力分佈
鑄造缺陷對鑄件性能的影響
彎曲過程模擬
考慮鑄造缺陷的發動機缸體性能
CDPE的應力分析
工業案例
扭矩實驗失敗。其他供應商可通過測試，證明鑄件結構本身沒有問題。此時，可以肯定鑄造過程缺陷成為影響鑄件機械性能的關鍵因數。
鑄造過程模擬與缺陷分析
流道系統
凝固過程
充型過程
氣體質量分佈
CDPE 建立分析模型
CDPE 可支持並行計算，在多CPU和單CPU中多核中均可執行並行計算。並行計算可使用以下工業標準： (1) OpenMP 用於共享內存（線程）, (2) 消息傳遞接口（MPI）支持分佈式硬件（集群）上的多級並行計算層次結構，通過OpenMP使用共享內存進行本地並行計算。
邊界條件
參數設置面板
CDPE 結果分析
CDPE 求解器
支持元素類型: 8, 9, 12, 15, 20 節點六面體元素 (hex); 一階四節點四面體（TET4）和二階十節點四面體（TET10）; 可以在所有元素面上加載溫度，和在元素體上加載力
靜態，衝擊/動態 (跟時間相關的積分)
支持多種材料模型 (彈塑性材料mises, 晶體塑性crystal plasticity, 塑性deformation plasticity, hydrogen effects, 韌性斷裂Gurson-Tvergaard, 應變率strain-rate dependent, Frederick-Armstrong & Generalized cyclic, temperature dependent, etc.)
全自動裂紋分析和裂紋生長模型 (生死元素，CTOA和用戶控制節點受力釋放，界面cohesive 失效模擬裂紋的產生和擴展，自適應方案等)
元素模型
求解器: 有直接的求解器，也有 Pardiso 基於Intel英特爾數學庫加速的求解器，在Intel CPU中有更高性能。
材料: incremental Mises with segmental definition of uniaxial true stress-log strain curve. Isotropic hardening. Finite strains.