Casting-Designer 铸态机械性能分析 (CDPE)
考虑铸造缺陷对铸件性能的影响
CDPE (Cast-Designer PErformance) 是一个全新功能模块，用于解决承受静态和动态负载的大型三维实体模型。该软件包括针对金属疲劳和韧性断裂研究的特定功能。更重要的是，铸造过程中的缺陷如收缩孔隙率，气孔隙率以及残余应力可以直接耦合到最终部件的性能分析阶段。
CDPE 使用的是固体力学的三维非线性有限元分析代码，该求解器与Cast-Designer完全整合，铸造缺陷对最终铸件性能的影响可以通过Cast-Designer与CDPE的结合来实现完整分析，如缩孔、气孔和残余应力。
CDPE 的主要特点与应用
铸件性能仿真实现从缺陷到性能的全封闭模拟
- 支持等边六面体单元、四面体单元、interface-cohesive 单元，bar 单元，link 单元
- 用户定义的多点约束；全局和非全局坐标中的绝对约束；与link元素结合以施加一般周期边界条件
- 使用自动构造的多点约束连接拓扑上不同但几何上一致的网格的绑定接触能力
- 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.
- 可变形有限元模型与可指定速度矢量的刚性表面（平面、圆柱体、球体）库之间的接触
- 铸造过程缺陷结果全耦合到性能模拟中
- 使用方便，学习时间短
CDPE framework
CDPE: 将铸造模拟结果与铸件性能模拟相结合
使用相同的用户界面
相同网格
自动结果耦合，无数据丢失
铸造铝合金轮圈应力分析
CDPE的压力分布
铸造缺陷对铸件性能的影响
弯曲过程模拟
考虑铸造缺陷的发动机缸体性能
CDPE的应力分析
工业案例
扭矩实验失败。其他供应商可通过测试，证明铸件结构本身没有问题。此时，可以肯定铸造过程缺陷成为影响铸件机械性能的关键因数。
铸造过程模拟与缺陷分析
流道系统
凝固过程
充型过程
气体质量分布
CDPE 建立分析模型
CDPE 可支持并行计算，在多CPU和单CPU中多核中均可执行并行计算。并行计算可使用以下工业标准： (1) OpenMP 用于共享内存（线程）, (2) 消息传递接口（MPI）支持分布式硬件（集群）上的多级并行计算层次结构，通过OpenMP使用共享内存进行本地并行计算。
边界条件
参数设置面板
CDPE 结果分析
CDPE 求解器
支持元素类型: 8, 9, 12, 15, 20 节点六面体元素 (hex); 一阶四节点四面体（TET4）和二阶十节点四面体（TET10）; 可以在所有元素面上加载温度，和在元素体上加载力
静态，冲击/动态 (跟时间相关的积分)
支持多种材料模型 (弹塑性材料mises, 晶体塑性crystal plasticity, 塑性deformation plasticity, hydrogen effects, 韧性断裂Gurson-Tvergaard, 应变率strain-rate dependent, Frederick-Armstrong & Generalized cyclic, temperature dependent, etc.)
全自动裂纹分析和裂纹生长模型 (生死元素，CTOA和用户控制节点受力释放，界面cohesive 失效模拟裂纹的产生和扩展，自适应方案等)
元素模型
求解器: 有直接的求解器，也有 Pardiso 基于Intel英特尔数学库加速的求解器，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.