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MAGMA 5: le nuove frontiere della simulazione di processo

Con il mese di Novembre 2009 è iniziata la consegna della versione 5.0 di MAGMASOFT, denominata MAGMA5, che copre i principali aspetti dei processi di colata in SABBIA per leghe ferrose e non ferrose.

MAGMA5 è molto più di una semplice nuova release: è un ambiente totalmente nuovo, basato sulle più recenti tecnologie software, che rivoluzionerà l'utilizzo della simulazione.

Con questo nuovo strumento diventa molto più semplice creare e gestire i modelli, impostare la simulazione e visualizzare in maniera efficiente i risultati.

Il nuovo ambiente CAD per la modellazione solida si interfaccia con gli altri CAD commerciali, offrendo la possibilità di importare ed esportare file geometrici di vari formati: all'interfaccia STL si potrà affiancare il formato STEP per un periodo di prova di un anno senza costi aggiuntivi, mentre diventano disponibili come opzioni attivabili anche le interfacce CATIA V5 (solo per le piattaforme Windows) e Pro/E.

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La manipolazione e la visualizzazione dei modelli geometrici cambia radicalmente: l'utente può scegliere di lavorare con più quadranti attivi fino ad un massimo di 9; i quattro classici quadranti del preprocessore di MAGMASOFT rimangono come una delle possibili soluzioni predefinite, anche se l'utilizzatore troverà molto comodo e intuitivo disegnare visualizzando il modello in un'unica finestra, dove i comandi di rotazione, traslazione, zoom e clipping sono utilizzabili in modo dinamico e interattivo come nell'attuale post-processore (fig. 1).

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L'albero delle geometrie, disponibile a sinistra dell'ambiente CAD, restituisce con immediatezza la visualizzazione dei volumi creati o importati. Operazioni quali la modifica delle grandezze geometriche o dell'ordine dei volumi, la selezione, il copia e incolla di geometrie esistenti sono rese semplici e veloci attraverso l'utilizzo del solo mouse.
Il nuovo comando "copy with reference” di volumi creati all'interno di MAGMA5 lega le copie al volume originario, in modo che ogni modifica effettuata su quest'ultimo sia automaticamente applicata a tutte.

Nuove funzioni CAD sono state implementate per offrire la possibilità di modellare più velocemente e in modo flessibile modelli complessi: geometrie estruse con sezione terminale di forma differente rispetto a quella iniziale sono facilmente ottenibili con il nuovo comando skin (fig. 2).

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Inoltre, tutti i solidi possono essere dotati di raggi di raccordo semplicemente prevedendoli nel momento in cui si disegna la sezione. Per esempio, attraverso la finestra di controllo, è possibile impostare le grandezze caratteristiche di una sezione trapezoidale: altezza, dimensione della base (maggiore e/o minore) e angolo di sformo sono completati dall'opzione del raggio di raccordo (fig. 3).

Operazioni booleane sono permesse tra modelli importati da CAD esterni e geometrie create all'interno di MAGMA5. Un esempio classico è costituito dalla generazione di anime di forma complessa con le relative portate (fig. 4).

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Al termine della progettazione, il modello CAD deve essere tradotto attraverso l'utilizzo della mesh in modello matematico. Dalla qualità della mesh dipende l'accuratezza dei risultati e il corrispondente tempo di calcolo. MAGMA5 offre la possibilità di caratterizzare i volumi necessari alla simulazione, attraverso la generazione del modello discretizzato, in un numero di livelli di affinazione scelto dall'utente (fig. 5), con il vantaggio di non rinunciare alla qualità (visualizzandola istantaneamente al termine della generazione) e di minimizzare i tempi di calcolo.

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Sui domini riconosciuti dalla mesh vengono risolte le equazioni relative alla fluidodinamica, alla termica e alle tensioni residue. I corrispettivi solutori di calcolo sono arricchiti di ulteriori modelli computazionali, come per esempio un nuovo modello di turbolenza per la simulazione del riempimento della cavità che considera l'effetto della tensione superficiale, mentre un nuovo modello di plasticità viene implementato per un calcolo delle tensioni residue più accurato, con la possibilità di includere l'effetto del contatto del pezzo con le pareti della forma di sabbia o anima.
A completamento della previsione della qualità del getto, è possibile simulare qualsiasi trattamento termico. Per esempio, considerando il classico trattamento T6, il modello di calcolo degli stress residui valuterà il rilassamento delle tensioni dopo colata durante la fase di solubilizzazione, l'insorgere di nuove eventuali tensioni residue durante la fase di tempra e il successivo stato di tensione generato dalla fase di invecchiamento. Dal momento che le operazioni meccaniche (come per es. la smaterozzatura) mutano ulteriormente la distribuzione delle tensioni residue presenti a seguito della colata, MAGMA5 offre la possibilità di includerle nell'analisi di stress.

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La conoscenza delle tensioni residue permette al progettista di valutare più accuratamente la resistenza in esercizio di un componente e qualora fosse di interesse, attraverso l'utilizzo di MAGMAlink, di utilizzare la loro distribuzione come stato iniziale in una simulazione strutturale.

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L'impostazione del processo di simulazione può ora essere elaborato in finestre parallele agli ambiente CAD, mesh e postprocessore. Nella finestra principale coesistono, infatti, diversi menù a tendina nei quali è possibile entrare con un semplice "clic” per poter creare la geometria (fig.6), visualizzare la mesh, definire i parametri di processo (fig.6) e analizzare i risultati (fig. 7). Il veloce passaggio da una finestra all'altra comporta un notevole miglioramento nei tempi di impostazione della simulazione.
L'analisi dei risultati viene agevolata dalla visualizzazione di più finestre contemporaneamente, in ognuna delle quali è possibile analizzare un risultato diverso e usufruire dei classici comandi di rotazione dinamica, traslazione, sezione e animazione (fig. 7).
L'innovativo comando "picking” permette di rilevare il valore puntuale di qualsiasi risultato con un semplice "clic” nella zona di interesse. Una finestra informativa restituisce le coordinate del punto selezionato e il corrispondente valore. Inoltre è possibile salvare in formato grafico l'evoluzione dei valori dei risultati fluidodinamici e termici dei punti selezionati per l'intero arco di tempo simulato (fig. 8).

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I settaggi, predisposti dall'utente (viste, sezioni, scale e risultati), per il salvataggio delle immagini dei risultati vengono memorizzati nel file MAGMASOFT.pdb che consente di richiamare le stesse impostazioni anche per le versioni successive, agevolando l'analisi di confronto di diverse simulazioni e di salvare le immagini in background.
La nuova modalità di visualizzazione e i nuovi criteri (microporosità e proprietà meccaniche) del modulo opzionale Non-ferrous permettono metodi di verifica delle prestazioni del getto più efficienti e immediati.
Tale modulo restituisce, per le leghe di alluminio, la previsione della microstruttura e delle proprietà meccaniche allo stato "as cast”, calcolate sulla base della composizione chimica della lega, della velocità di raffreddamento del sistema e dei trattamenti della lega eseguiti prima della colata (es degasaggio).
I moduli MAGMAhpdc, MAGMAlpdc e MAGMAPermanent mold, oltre MAGMAlink e MAGMAdisa, sono in fase di completamento e verranno rilasciati con la versione 5.1, mentre MAGMAfrontier con la successiva 5.2.
Nel periodo di transizione, MAGMA4.4. e MAGMA5 potranno coesistere sullo stesso hardware, a condizione che il sistema operativo sia supportato per entrambe le versioni.
MAGMA5 è stato sviluppato in linguaggio JAVA per sfruttare al meglio le potenzialità di Windows 64 bit, mentre rimangono supportate le piattaforme LINUX RedHat5 e SUSE11 a 64 bit.

Per maggiori informazioni: info@enginsoft.it

 

 

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