Simufact在锻造方面的优势

数值模拟技术在大型锻件出产中的应用

摘 要

数值模拟技术在包管工件质量、减少材料消耗、提高出产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。在钢锭凝固方面，有限元模拟程序MIPS可以阐发凝固过程中温度场的分布，确定不同时刻凝固前沿的位置，而且能预测缩孔和疏松的位置及尺寸。使用该程序对220吨钢锭的出产工艺进行优化，成功地解决了疏松进入锭身的问题。在锻造方面，已开发出了基于ANSYS的三维大变形弹塑性、弹粘塑性程序，可以阐发复杂的三维金属塑性成形问题。热处置专用软件NSHT不仅可以阐发加热、淬火及回火过程中温度场分布，而且可以给出应力的分布及相态的变化过程，并已在实际出产中取得了成功。

前言

大锻件出产具有单件、小批的特点。出产前需要大量的人力和物力筹办原材料、模具或辅具，前期投入相当大，一旦产物报废，将造成很大的损掉，这对工艺制定的合理性提出了很高的要求。在出产新产物或制定新工艺时，工艺人员往往无法按照 经验确定工艺是否合理，只能采用大量尝试的方法进行研究。由于大型锻件尺寸较大，不成能进行1∶1的实物尝试，而小件尝试有时会与实际出产过程相差过大。而且物理尝试通常只能给出工艺过程某个阶段的成果，无法全面了解整个工艺过程，具有必然的局限性。由于大锻件出产的这些特殊性，采用先进的数值模拟技术改变工艺制定过程中仅凭经验决定的现状是具有重要意义的。

1 数值模拟技术在现代制造中的地位和作用

随着计算机技术的飞速开展，人类社会已经步入了信息时代。计算机及网络不仅改变了人们生活方式，也同样改变了传统机械制造的概念与方法。随着计算机辅助技术(CAX)的广泛应用，计算机已经深入到工业出产的各个环节之中。一个现代的产物制造过程可以由图1来描述。当接到出产任务时，首先采用CAD(Computer Aided Design)系统进行产物设计，其设计成果将由CAE(Computer Aided

Engineering)系统对其出产工艺的可行性及合理性进行评估，如果其不满足制造要求或所需要成本太高，将返回到CAD系统中进行从头设计：如果通过了CAE的评估，就将采用CAM(Computer Aided

海克斯康simufact additive固有应变法-概述说明以及解释

1.引言

1.1 概述

概述:

海克斯康simufact additive是一款先进的3D打印模拟软件，专门用于预测和优化金属增材制造过程中的性能和质量。固有应变法是其中的一种重要模拟方法，通过对模型内部固有的应变进行分析，可以更准确地预测零件在制造过程中可能出现的变形和应力分布情况。本文将对海克斯康simufact additive的固有应变法进行深入探讨，介绍其原理和应用，并通过案例分析展示其在实际工程中的应用效果。通过本文的阐述，读者将对海克斯康simufact additive和固有应变法有更深入的了解，为相关领域的研究和应用提供参考。

1.2 文章结构

文章结构部分内容如下：

文章结构部分旨在介绍本文的脉络和框架，以便读者更好地理解全文的内容和组织结构。本文分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个小节。在概述部分，将介绍海克斯康simufact additive固有应变法的背景和相关概念；在文章结构部分，将介绍本文的大纲和各部分的内容安排；在目的部分，将阐明本文的撰写目的以及对读者的帮助和指导。

正文部分将详细介绍海克斯康simufact additive的简介、固有应变法原理和应用案例分析三个方面。在海克斯康simufact additive简介部分，将介绍该软件的背景、特点和应用范围；在固有应变法原理部分，将对固有应变法进行详细解释和阐述；在应用案例分析部分，将结合实际案例，对固有应变法在实际工程中的应用进行分析和讨论。

结论部分将包括总结、展望和结论三个小节。在总结部分，将对本文的主要内容和观点进行总结和归纳；在展望部分，将对海克斯康simufact

additive固有应变法的未来发展趋势进行展望和分析；在结论部分，将对全文进行最终的总结和结论性的表述。

1.3 目的

本文旨在介绍海克斯康simufact additive固有应变法的原理和应用案例，旨在帮助读者深入了解该技术在增材制造领域的应用及其优势。通过本文的阐述，读者可以更好地理解固有应变法在增材制造过程中的作用，并在实际应用中获得更好的效果。同时，本文还将对固有应变法在未来的发展趋势进行展望，为相关领域的研究工作者提供借鉴和参考。

1

Simufact.forming

钣金冲压及焊接一体化仿真整体解决方案

西模发特信息科技（上海）有限公司

2014年1月27日

2 目 录

一、钣金冲压及焊接一体化仿真软件购买的必要性 ............................................................ 3

二、钣金冲压及焊接一体化仿真软件的组成部分和技术要求 ............................................ 6

2.1、钣金冲压及焊接一体化仿真软件的主要组成部分 ............................................... 6

2.2、钣金冲压及焊接一体化仿真软件的主要技术要求 ............................................... 7

三、Simufact材料加工一体化仿真软件整体解决方案 ......................................................... 9

3.1 德国SIMUFACT ENGINEERING公司介绍 .................................................................. 9

3.2 Simufact材料加工一体化仿真软件介绍 ................................................................. 10

3.3 simufact软件工作原理 ............................................................................................. 12

3.4 simufact国内客户成功案例 ..................................................................................... 12

Simufact软件在铝型材挤压模具设计数值模拟的应用

1

引言

我国拥有极其丰富的铝矿资源。随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，除航空航天工业外，建筑、交通运输、电力电器、化工、石油、农机和日常用品等部门对铝的需求量也越来越大。用挤压的方法生产铝型材，既节约金属，生产效率又高[1]。

分流组合模广泛地应用于生产各种规格和形状的管材和空心铝型材的挤压模具结构类型。该类模具不仅可以生产复杂内腔的铝型材，而且可拆换、加工容易、成本较低[2]。目前该类模具的设计很大程度上取决于经验和反复试模，在反复试模的过程中浪费大量的人力物力和财力。

本文采用Simufact有限元软件对我公司设计的模具进行挤压过程的数值模拟，揭示金属的真实流动规律和各种物理场的分布，预测实际生产中可能产生的各种缺陷，从而在设计阶段对模具进行优化，以提高模具的质量。

2

Simufact软件介绍

在传统有限元模拟中，多采用Lagrange法[3-6]，但铝型材挤压过程属于非线性大变形，挤压比非常大，金属变形剧烈，这就不可避免地遇到网格再划分的问题。而由于铝型材壁厚一般很薄，这给网格划分带来极大的困难，从而使得金属塑性成形的有限元模拟无法进行下去[7]。

有限体积法以前多用于模拟流体的流动过程。近年来，部分学者也逐渐将有限体积法用于模拟金属的塑性成形问题。基于Euler的有限体积法是将网格固定在空间，材料在流动过程中Euler网格不发生变化。因此，用有限体积法模拟大变形塑性成形问题可以很好地避免网格再划分问题。

Simufact软件是基于MSC.SuperForm和MSC.SuperForge开发的材料加工工艺仿真优化平台[8]。同时拥有MARC（有限元法）和Dytran（有限体积法）求解器。在铝型材的模拟过程中，一般采用Dytran有限体积法。

Simufact使用专业化语言，便于专业人士使用；提供专业的材料数据库，并可以由用户自己输入数据或修改数据；提供各种压力加工设备；拥有IGES、UG、Pro/E、CATIA、Parasolid和Solidworks等各种主流CAD接口；分析计算的自动化程度高，用户不需要输入很多计算控制参数；界面设计简单易懂。