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金属材料加工工艺仿真软件

各种自由锻设备参数定义菜单


simufact主要应用于:热/冷锻造、热成形、碾压、开坯锻、旋压、挤压、钣金冲压、热处理、轧制、拉拔、模具应力分析等。simufact可以有效地帮助用户节省新产品研发成本和时间及优化成形工艺参数。两个产品的结果数据互通,可以进行全工艺链的仿真,达到工艺流程仿真的真实结果。

simufact.forming的用户界面(标准件多步冷成型)


在simufact.forming下,2d和3d模型的建模和分析均在同一个界面上完成,在计算时可以互相转换,实现先2d再3d的高效分析模式。在一个分析项目中可以同时包含2d 和 3d 模型,例如初始形状(或分析进程)采用轴对称模型(可以大大减少计算时间),而后续分析基于前期轴对称模型的分析结果(变形后的形状和应力应变等)自动扩展为3d模型满足后续的分析需求。simufact不仅能够定义2d平面和轴对称模型,还可以进行循环对称模型的定义。

simufact.forming具有完整的网格划分工具(面网格划分器、体网格划分器、环形网格划分器),可以自动生成二维(三角形、四边形)和三维(四面体、六面体)单元;可以自动进行三角形和四边形以及四面体和六面体网格的自动细化和自适应重划分;simufact.forming可以基于指定的盒形/圆柱形区域包含的局部模型进行网格加密的处理。simufact.forming独有的技术是基于结构的形状进行表面网格的自适应加密 (结构的内部网格依然采用粗化网格)。

simufact.forming可以对模具指定任意运动。该运动可以是基于标准设备的参数输入,也可以是载荷相关、速度相关、时间或行程相关的运动。模具速度可以定义为随着零件直径变化而变化。simufact.forming可以对模具定义两个方向或三个方向的复合运动。 

simufact.forming可以方便的对主轴、芯轴、导向辊、锥形辊等模具定义各自的局部坐标系(旋转轴),用户只需用鼠标在与旋转轴垂直的平面上拾取3点即可。simufact.forming中定义模具的旋转的只需在属性对话框中勾选对应方向的平动和/或转动即可(下图左),非常方便,也可以通过直接键入局部坐标矢量定义,例如下图(右)所示的芯轴。

​simufact的全工艺链仿真


simufact.forming在一个简洁的gui界面上完成各种工艺仿真分析的所有工作,包括建模,工艺流程和工艺参数设置以及结果后处理,易于工艺工程师学习和掌握。simufact.forming的界面直观易用,使用标准windows风格界面,采用专业化语言,采用鼠标拖拽实现快速建模。前、后处理和求解计算均在同一个gui下实现,简便易用。即使没有cae软件使用经验的工程师,通过简单的培训,也能快速、熟练的应用simufact.forming软件进行各种成形和热处理过程仿真,极大的简化工程师前期建模的工作量。

simufact.forming自动六面体(四面体等)网格划分和局部网格细化


针对指定的盒形、圆柱形区域包含的局部模型进行网格加密


simufact.forming可以基于多种变量例如:

应力、应变、温度进行网格自适应重划分,simufact.forming具有基于 “nodes in contact” 即处于接触的节点所在的单元进行网格自适应重划分的技术和“nodes in region” 即处于指定区域的节点所在的单元进行网格自适应重划分的技术。simufact.forming通过网格自适应能够实现模型在求解过程中自动调整网格的质量(形状、尺寸),从而确保分析收敛和结果的精度。

simufact.forming具有丰富的模型数据接口,可以直接导入目前通用的cad软件创建的几何模型,包括:catia、ug、pro/e、solidworks和inventor等,无需转换为中间格式;simufact.forming也支持导入中间格式模型文件,如:parasolid、dxf、stl、iges、vda、step和acis。simufact.forming支持整个装配体结构的直接导入。

将模型导入后可以通过simufact.forming提供的定位工具进行简便快速的装配和重定位设置,该功能提供四种方式:平移模式、旋转模式、快速定位(基于重力建立接触)模式、区域定位模式。

simufact.forming可以导入已经划分好的网格(六面体、四面体或三角形、四边形)进行工件(或坯料)以及模具的定义。

simufact.forming提供了丰富的单元类型满足各种成型工艺过程的模拟,其中包括:三角形单元,四边形单元,四面体单元,六面体单元,壳单元,轴对称单元,平面单元。对于钣金加工工艺仿真,还可以划分高效的实体壳单元,可以在确保计算精度的同时采用更少的单元进行分析。

simufact中的六面体单元 (具有8 个积分点) 能提供最为精确的计算结果, 对于特殊结构或无法自动划分六面体网格的工件,simufact中还提供了高精度的四面体单元(具有4个积分点) ,相比常规的四面体单元(一个积分点),simufact中的四面体单元能够提供更为准确的计算结果。针对模具或工件在simufact中提供了分别用于大应变 (如:金属流动) 和弹性应变 (如:模具应力) 分析的四面体单元类型。

simufact.forming具有材料数据库:目前有700多种材料数据,包括通用钢、不锈钢、工具钢、铝合金、钛合金、镁合金、铜、铸铁、镍合金、钴合金等材料数据。可用于各种冷、热、等温成型、焊接及增材制造工艺过程仿真。

simufact.forming的材料数据库针对各种材料专门提供了gui界面,每种材料涵盖了基本信息、化学成分、机械性能参数、热力性能参数、流变应力曲线、失效、微观组织、相变等信息。

simufact的材料库独立于软件,支持用户自定义材料数据(通过表格曲线或解析模型方式定义)、编辑原材料数据、从外部导入材料数据,simufact.forming支持导入的材料数据格式有:umt/gmt(matild)/mat/mfd/sf(simufact.forming)/jmt(jmatpro)。

simufact.forming提供了各种材料模型,包括弹塑性、刚塑性、粘塑性、损伤、成型极限等,在simufact.forming中提供的经过优化的有限元求解器完全支持弹塑性耦合分析,可以提供与其他软件采用的刚塑性或粘塑性模型相同的计算效率。

simufact.forming提供了丰富的设备库,包括:曲柄压力机、螺旋压力机、对击锤、液压机、机械压力机等设备,并且提供了不同吨位的设备库,用户可直接调用设备库中的数据使用,也可以将自定义设备保存到设备库中,方便后续其他用户再次使用。

simufact.forming既可以直接导入几何体模型作为刚体(或可变形体)进行模具的定义,也可以自动创建模具的几何模型进行分析。针对自由锻工艺仿真,simufact.forming提供了马杠扩孔、芯棒拔长、开坯锻、径向锻造、旋转锻造、碾压等多种设备。

模具设定各自的局部坐标系(平动和转动)


simufact.forming可以定义由弹簧驱动的模具,模拟弹簧控制模具运动,可以同时指定弹簧刚度和初始载荷。simufact.forming还提供平动/转动具有非线性行为的弹簧的定义功能。simufact.forming可定义模具间弹簧连接,多种弹簧类型可同时定义在一个模型中,极易对现实工艺状况进行仿真。

simufact.forming支持弹簧控制模具运动


simufact.forming提供4种类型的摩擦模型, 除库伦摩擦、剪切摩擦意外,其中ifum摩擦模型可以定义与流动-速度相关的摩擦。simufact.forming 还提供粘-滑摩擦模型。

simufact.forming提供了高度专业化的温度相关模型用于参数(初始温度、热交换、辐射、接触传热)的自动化设置,可以模拟各种冷、热成型过程中工件与周围环境的换热、模具与工件的接触摩擦生热和接触导热。
simufact.forming的后处理可以以变形图、云图、x-y图、曲线、数值表达、矢量图、切平面、动画等方式显示结果。结果类型包括:温度、变形、残余应力、相变、材料流动、硬度、应变、接触区域、热流密度、温度梯度、厚度变化、直径变化等的结果。结果的显示可以基于全局坐标系或自定义的局部坐标系,对于自定义结果的设置在simufact.forming中实现起来也非常方便。
simufact.forming基于世界上最强大的、最被广泛认可的非线性求解器marc开发,提供了直接和迭代求解器,具有极好的求解收敛性和稳定性。
simufact.forming提供了两种方式的高性能计算求解技术:ddm和smp,针对大规模模型可以充分利用高性能计算硬件进行快速准确的求解。
simufact.forming软件具有和众多软件的数据接口,用户不仅可从jmatpro等专业材料数据仿真软件导入所需要的材料参数,还可将其它软件的计算结果,如simufact.welding(焊接)的结果导入simufact.forming进行后续的焊接仿真计算。或者将simufact.forming成型仿真结果导入simufact.welding进行后续焊接工艺仿真计算。实现工艺链的仿真分析。

焊接后进行冲压


冲压后进行焊接


锻造—冲孔—环轧工艺链


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