多道次的案例
ABAQUS模擬多道次變形的變量繼承方法
一、引言
使用ABAQUS進行多道次加工時，往往牽扯道次之間變量的繼承（如晶粒尺寸、累積損傷等），這對多道次變形模擬結果的準確性有較大的影響。本文以VUHARD子程序及簡單的熱壓縮模型為例，分享雙道次壓縮之間的晶粒尺寸的繼承方法。
ABAQUS金屬簡單多道次切削插件開發 ￥15
該視頻主要講述了幾種ABAQUS插件開發的基本方法，并應用其中一種開發了一個金屬多道次切削的簡單插件（附件即為插件程序）
DEFORM旋轉加工成形仿真技術
多道次旋壓
大咖慧網絡培訓
2023年3月29日-31日，安世亞太推出工藝仿真專題仿真免費線上培訓，專題講座包含：Deform感應淬火、旋轉加工成形仿真和Tribo-x摩擦潤滑仿真，不容錯過。
為了方便工藝研究者快捷使用仿真軟件，DEFORM軟件對于典型工藝，開發了向導模塊，按照界面提示，輸入對應參數即可。在旋轉加工成形方面，包括了環軋、型軋、旋壓、旋鍛等，將復雜工藝流程界面化管理，輸入對應的工藝參數即可快速完成模擬設置。擺碾、輥鍛等其它工藝同樣可向導流程化設置。
環軋工藝向導模塊
型軋工藝向導模塊
旋壓工藝向導模塊
旋鍛工藝向導模塊
在設置便捷性方面除了向導流程輸入參數外，還有以下幾個特點：
參數化建模：典型的幾何模型如板料、棒料、軋輥、錐輥、旋壓輪、機械手等等，可對照界面圖形，輸入參數，自動產生幾何模型，復雜形狀的模具外部導入還可檢查、編輯幾何。
部分工藝的參數化建模
多道次工藝參數列表輸入：軋制、旋壓、旋鍛等工藝都會有多個道次的生產過程，熱成形時還要考慮鍛打間隙或道次之間的工件傳熱模擬，這些復雜的流程，一個表格即可全部輸入，方便工藝人員查看和編輯。省去了大量的中間道次的前處理設置工作。
多道次工藝列表
自適應再加熱模擬：旋轉工藝成形持續時間長，熱成形時，往往會因為工件與空氣傳熱導致工藝未完成時，工件低于鍛造溫度，這時需要回爐再加熱，這個過程在模擬設置時，軟件可自動判斷溫度范圍，恢復工件初始溫度或模擬計算再加熱過程。
展開 多道次鍛造仿真實例
有什么不清楚的可以跟帖，我會及時和大家討論的，軟件相關設置如下：
Type of Process: Hot Forging
Solver type FV Solver
Stages 3 stages
2D/3D Full 3D
Press: Hydraulic press with regular speed of 250mm/sec
Material: St 52-3 (1.0570)
Friction: Coulomb friction
Temperature: 1250° C
Other: Multiple moving directions for dies
多工步三維鍛造.rar
展開 
哈工大《JMST》：鈦合金剪切旋壓的工藝設計及組織性能演變
由于初生件中存在大量粗大且轉變不充分的B2相，導致Ti2AlNb合金在高溫(>900℃)下的熱加工性能較差，難以實現不經道次間熱處理的連續多道次剪切旋壓工藝。為了提高Ti2AlNb合金多道次旋壓工藝的可旋性，在多道次剪切旋壓過程中，應采用960℃/2h+850℃/12h的H3方案作為道次間熱處理工藝
。本文為Ti2AlNb合金軸對稱空心件的熱成形和應用提供了有效指導。（文：破風）
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simufact徑向鍛造
自由鍛（Cogging），包括兩個鍛砧，兩個機械手的多道次復雜工序，以及工序間的再加熱或冷卻。機械手加上彈簧可模擬鍛件的后移。
徑向鍛造（Radial Forging），包括四個鍛砧，兩個機械手的多道次復雜工序，每道次進給量/下壓量靈活控制。
芯棒拔長和馬杠擴孔（Shell Forging），芯棒和鍛件間定義摩擦系數，模擬鍛件滑動造成芯棒和鍛件不同步轉動現象。
【CAE案例】雙金屬焊接基準數值模擬
• 已焊道次和正在進行道次的屬性設置為實際材料的屬性
• 未焊的焊道設置為一種軟性材料（彈性；E=400MPa，σy=2000MPa）
考慮硬化恢復效應（關鍵字REST_ECRO），在加熱時，對于每個單元，在1380°C的溫度下，累積的塑性變形逐漸減小，并在1400°C的溫度下消除。冷卻后，硬化恢復效應逐漸減弱，并從1380°C開始完全消失。
圖7
06 計算結果
圖8
計算效率結果
07 結論與展望
本次案例對有多道次焊接的雙管道連接工藝進行數值模擬，模擬和實驗結果符合良好，且對三方計算得到的殘余應力進行了質量比較；殘余應力變化趨勢良好。
對于該模擬還可以繼續改進，比如引入大變形假設，固態硬化修復，相變，機械加工，對材料進行更真實的建模。應用于其他焊接系列的通用研究（例如：均質接頭），通過重新焊接進行維修的情況。本次模擬展現了良好的穩定性，該模擬將可以用于維修焊接，以及其他工程應用。
格物云CAE
一款國產可控云端仿真平臺，結構、流體、水動力仿真軟件場景化模塊化，支持多格式網格導入(.med、.inp、.cdb、.cgns等)和高性能并行計算，降低CAE使用門檻，拓展CAE應用范圍，加速工業企業研發制造數字化轉型。平臺支持云端CAE仿真生成工業APP，構建完全交互式仿真社區，快速實現行業通用經驗軟件化。
一鍵登錄，開啟仿真！
展開 MSC.SuperForge簡述
這就允許用戶組合用不同鍛造道次創建一個新的鍛造過程，通過拖放技術，易于在鍛造過程中把模具和工件模型分配給不同的加工道次。同樣利用拖放技術，將材料特性、壓機類型，摩擦和熱傳導及模型間的導熱等需要考慮的各種因素分配給模具和工件。完成鍛造模擬后，結果自動轉入可視化和動畫處理。MSC.SuperForge 真正做到把鍛造建模、分析與結果處理無縫連接。 直接輸入模具幾何無網格分析：MSC.SuperForge 無需用網格劃分程序對模具和工件的CAD幾何劃分網格。以STL （StereoLithography)文件格式描述的CAD幾何可直接輸入圖形界面。用戶不需要額外掌握單元劃分技術。支持MSC.Nastran 的 Bulk Data 文件 格式：這就保證能夠將老版本的MSC.SuperForge 上的鍛造數據庫模型轉換成的bdf 文件格式，傳入新版本的MSC.SuperForge 繼續使用。在模具表面自動定位工件，支持全自動多道次鍛造從定義好的工業鍛造工藝過程中選擇所需的鍛造工藝定義坯料、模具和周圍環境之間的熱交換材料庫：包含4類用戶可定義的冷、熱鍛材料模型，能夠描述包括加工硬化、應變率和溫度效應的鍛造專用材料特性。此外，還提供擁有60多種材料數據的材料庫。通過圖形界面，用戶可選中材料庫中的合適材料，通過拖放分配給某個工件。用戶也可以自行創建新材料，豐富材料庫。定義工件和模具之間的庫侖摩擦或塑性剪切摩擦模型稀化：MSC.SuperForge采用了分辨率增強技術(RET) 自動加密工件表面離散的小平面，提高對材料流動描述的精度。這使得在鍛造過程中材料表面的小平面數量會上升。特別是對由一系列不同模具組成的多道次鍛造過程，跟蹤材料表面的小平面數量會非常大。MSC.SuperForge提供的圖形界面網格稀化器，可以在兩個鍛造道次之間稀化材料表面小平面。
展開 simufact介紹！
特別是對由一系列不同模具組成的多道次鍛造過程，跟蹤材料表面的小平面數量會非常大。Simufact提供的圖形界面網格稀化器，可以在兩個鍛造道次之間稀化材料表面小平面。采用圖形界面的網格稀化器后，模擬速度大大加快，所需內存反而減少。表面稀化的精度由用戶根據可以接受的體積增減量來定義。
l結構分析：Simufact作為體成型加工分析專用軟件，它并不限于只進行鍛造分析，也支持結構分析，實現分析的一體化
l高級結果可視化和動畫處理：自動輸入結果文件，支持等值線、速度矢量、切片、時程曲線、動畫等多種后處理功能，并且允許多窗口顯示，便于結果比較。此外，諸如部件幾何尺寸測量、變量數值詢問等結果解釋工具，也一并提供
l二次開發：simufact具有極強的開放性，為用戶提供了30余個可訪問和修改程序缺省設置的用戶子程序接口，用戶利用這些開放性接口，可以完成許多重要的仿真分析
展開 MSC.superforge概述
這就允許用戶組合用不同鍛造道次創建一個新的鍛造過程，通過拖放技術，易于在鍛造過程中把模具和工件模型分配給不同的加工道次。同樣利用拖放技術，將材料特性、壓機類型，摩擦和熱傳導及模型間的導熱等需要考慮的各種因素分配給模具和工件。完成鍛造模擬后，結果自動轉入可視化和動畫處理。MSC.SuperForge 真正做到把鍛造建模、分析與結果處理無縫連接。 直接輸入模具幾何無網格分析：MSC.SuperForge 無需用網格劃分程序對模具和工件的CAD幾何劃分網格。以STL （StereoLithography)文件格式描述的CAD幾何可直接輸入圖形界面。用戶不需要額外掌握單元劃分技術。支持MSC.Nastran 的 Bulk Data 文件 格式：這就保證能夠將老版本的MSC.SuperForge 上的鍛造數據庫模型轉換成的bdf 文件格式，傳入新版本的MSC.SuperForge 繼續使用。在模具表面自動定位工件，支持全自動多道次鍛造從定義好的工業鍛造工藝過程中選擇所需的鍛造工藝定義坯料、模具和周圍環境之間的熱交換材料庫：包含4類用戶可定義的冷、熱鍛材料模型，能夠描述包括加工硬化、應變率和溫度效應的鍛造專用材料特性。此外，還提供擁有60多種材料數據的材料庫。通過圖形界面，用戶可選中材料庫中的合適材料，通過拖放分配給某個工件。用戶也可以自行創建新材料，豐富材料庫。定義工件和模具之間的庫侖摩擦或塑性剪切摩擦模型稀化：MSC.SuperForge采用了分辨率增強技術(RET) 自動加密工件表面離散的小平面，提高對材料流動描述的精度。這使得在鍛造過程中材料表面的小平面數量會上升。特別是對由一系列不同模具組成的多道次鍛造過程，跟蹤材料表面的小平面數量會非常大。MSC.SuperForge提供的圖形界面網格稀化器，可以在兩個鍛造道次之間稀化材料表面小平面。
展開 汽車信號輪旋壓增厚工藝研究及旋輪設計
傳統工藝主要是通過沖壓、拼焊或者鍛造后多次機加工獲得。采用傳統工藝獲得的信號輪存在著焊接影響區化學成分不均勻、精度較低、零件壽命短、材料利用率低等問題。而采用旋壓工藝成形信號輪有諸多優點，比如產品精度高、零件性能優良、材料利用率高等。本文將設計一套信號輪旋壓成形模具，通過有限元分析軟件SIMUFACT對信號輪多道次旋壓增厚成形的過程進行有限元模擬分析，分析成形過程中板坯變形情況、金屬流動規律及旋壓增厚過程中載荷分布情況，驗證所設計旋輪的合理性。
多楔輪旋壓成形工藝分析
信號輪的結構特征如圖1所示，通過多道次旋壓增厚可使原始厚度為2.5mm的板料局部增厚到6mm。板料增厚部位并非兩邊對稱增厚，上半部板料厚度為0.75mm，下半部厚度為1.75mm，考慮后續加工余量兩邊各加0.5mm，總增厚厚度為6mm，增厚外徑加0.5mm，最終上半部板料厚度為1.25mm，下半部厚度為2.25mm。所以在旋輪定位時，應保證板料距旋槽上平面距離和下平面距離比值為5∶9。
圖2所示為增厚旋輪局部示意圖，旋輪側面有一個深度為n的旋輪槽，輪槽底端為一個半徑為r的圓底，圓底的設計有利于增厚過程中金屬的流動，輪槽寬度為m。
圖1 信號輪結構特征示意圖
圖2 增厚旋輪局部示意圖
表1 旋壓增厚輪具體參數
根據旋壓手冊以及工業生產經驗，從減少生產道次以及提高材料利用率和零件成品率的角度考慮，信號輪的旋壓增厚成形工藝采用三個增厚旋輪依次進給成形，每道次進給旋輪的具體參數如表1所示。
有限元模型建立
采用SIMUFACT有限元分析軟件建立如圖3所示的板材旋壓增厚模型，板材為厚度2.5mm、直徑191mm、DD13材料的圓形板材。
展開 
DEFORM Spinning輪轂旋壓仿真新技術
針對于旋壓成型仿真分析，Deform軟件具備以下功能：
■ 可進行普通拉伸旋壓、強力旋壓、縮孔旋壓等旋壓工藝的計算；
■ 具有Spinning，Flowforming旋壓類型的專用模塊及操作流程；
■ 具有專用筒形件、彈殼等深沖壓、旋壓模板，操作方式流程化，簡單易學；
拉伸旋壓及流動成型工藝模板
■ 具有筒型坯模型及軋具模型自動產生方式；
■ 能夠設置多組旋輪的同時運動，實現復雜運動軌跡的計算；
■ 復雜及多數量軋具可實現準確自動定位；
旋壓模具定位
■ 可完全采用全六面體網格及重劃分技術，保證模擬結果的高精度；
■ 具備Lagrange，ALE，Explicit等計算方法，快速實現復雜旋壓過程分析；
■ 可任意定義旋輪旋壓路徑，通過空間運動軌跡或G代碼進行設置或導入；
■ 具有拉伸旋壓多道次旋壓模擬功能，可以一次性設置旋壓流程表，實現全流程模擬；
■ 優化工具旋轉速度、進給深度、旋輪尺寸等參數，預測成型形狀、成型缺陷等。
多道次旋壓工藝流程表
六面體網格劃分及自動重劃分技術
鑄造之后的輪轂坯料形狀復雜，考慮到旋壓過程只對下半部分輪輞進行旋壓分析，而該部分在Deform軟件中可以劃分六面體網格，減少計算量，提高計算精度。由于旋壓過程中涉及幾何非線性、材料非線性和接觸非線性等問題，因此六面體網格重劃分技術非常重要。Deform軟件針對于旋壓分析開發了專業的六面體劃分和自動網格重劃分技術，使得大變形計算能夠順利進行。
六面體網格劃分如下圖所示：
六面體網格劃分技術
輪轂旋壓成型仿真應用案例
輪轂旋壓成型過程及旋輪運動方式等均比較復雜。
展開 開坯鍛仿真模塊
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開坯鍛對于很多材料是很重要的，比如飛機發動機上面的渦輪盤等零件在等溫模鍛前均需要進行開坯鍛，方法有很多，有的采用多向鍛造，有的是多道次鐓拔，這個模塊還是很方便的
展開 EDF開源CAE | Code_Aster在雙金屬焊接基準數值模擬的應用
Code_Aster可以提供全系列的多物理場分析和建模方法，其功能遠遠超出了標準的熱-力計算代碼。該軟件包含多種本構關系模型（彈性、彈塑性、彈粘塑性、輻射下的燃料棒和金屬等），能夠處理線性和非線性問題（接觸、摩擦、斷裂力學，地震分析等），同時也可被用于土木工程結構的性能分析，微觀尺度的晶粒計算，幾乎涵蓋了核工業涉及的所有固體力學應用領域。
01
案例研究背景
工業上眾多的制造和維修業務都涉及到焊接，所以在預測焊接操作所產生的冶金學和力學影響方面有極大的研究價值。
圖1
雙金屬焊接（LBM）是指將有涂層的鐵素體鋼大型構件和EPR管道系統（CPP）中奧氏體不銹鋼管道組合。由于沒有同時適用這兩種材料的焊料，需要一個中間層來增強可焊性，增加焊接強度，減少開裂的概率。
工藝流程包括：倒角的機械加工，中間層焊接，然后進行多道次的連續焊接操作，熱應力消除處理（TTD），最后再次進行機械加工。
展開 Simufact.forming自由鍛模塊介紹
自由鍛由于涉及到多道次的壓下，以往在做自由鍛模擬的時候很麻煩。而simufact開發的自由鍛模塊在目前的加工軟件中還是最先進的，基本上沒有限制。
simufact軟件在自由鍛這一塊的功能還是很強大的。而且計算出來的一些缺陷在實際中也存在。
下面上圖（由于做的gif動畫，缺少相關的幀，比較粗糙，大家湊合著看，呵呵）：
