Simufact焊接的案例
simufact9.1版本中焊接模塊搶先預覽
Simufact9.1版本中將添加最新開發的焊接模塊，我也是初窺端倪，發一些資料上來與大家共享吧。
simufact.welding ?
介紹：
Simufact焊接模塊是一個基于有限元法的前后處理界面，可以很簡單的創建多機械手仿真模型。每個機械手均可以根據用戶需求自行定義多條焊接路徑。焊接方向和路徑很容易通過程序進行修改。用戶可以根據實際工藝定義幾何邊界條件，如：完全固定、有預緊力的夾緊工具、支架等。
2種不同的熱源模型可供用戶選擇
3-D高斯體積熱源
高斯表面熱源
正在開發中的其它熱源
支持的求解器：
1、IFE Weld
2、MSC.Marc
兩種求解器均為包括傳熱和變形的有限元求解器。都有強大的非線性和材料屬性功能。
與溫度和力相關的溫度表格定義
與溫度、應變、應變速率相關的材料屈服應力曲線
微觀組織也可以進行仿真
后處理簡單易用
工件的扭曲變形可以放大縮小/與原結構進行對比
溫度、應力、應變以及其它結果在仿真中實時可見
冷卻后的殘余應力分析
焊縫區域細微的傳熱分布
工件可任意切面觀察
工件幾何形狀通過NASTRAN格式導入（六面體/殼單元）
Simufact焊接模塊
Simufact焊接模塊是基于Windows操作系統開發的。所有的幾何模型和物理數據均放置在目標區域，焊接工藝仿真在進程樹中定義。通過鼠標簡單的拖拽便可將目標區域的幾何模型和物理數據拖拽到進程樹中，目標區域的所有幾何模型和物理數據可在不同工藝仿真中運用，以此來對比不同工藝帶來的仿真結果變化。
Simufact焊接模塊已經為用戶定義好獲得最佳結果的相關參數，用戶只需進行簡單設定便可以進行焊接仿真。
展開 分析示例 | Simufact焊接工藝仿真變形精確預測汽車結構
同樣的方法，對側圍門框激光焊接工藝進行仿真，按照實際的工裝、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數，在Simufact welding建立焊接仿真模型，模型如下圖所示：
側圍門框激光焊接仿真模型
通過與實際物理試驗掃描結果對比，Simufact welding 焊接變形仿真結果與實際焊接變形非常接近，獲得了較高的仿真精度，大部分位置的變形誤差控制在10%以內，其中B 柱鉸鏈孔附近y向變形最大，預測結果為1.74mm，掃描結果為2.00mm，相對誤差13%，在仿真分析中，這個誤差也認為在合理的誤差內。這個仿真分析中沒有考慮鈑金沖壓成形產生的殘余應力、回彈、壁厚減薄等對焊接工藝的影響。Simufact welding可以與Simufact forming鈑金沖壓成形功能實現沖壓-焊接、焊接-沖壓等工藝鏈仿真，充分考慮了實際的制造工藝鏈。
側圍外板的Y向變形模擬結果與掃描結果對比
總 結
● 通過Simufact welding對熱成型B柱激光焊接過程進行分析，與實際掃描結果對比，仿真結果與實際結果一致性較好，驗證了Simufact welding焊接變形仿真分析的可靠性；
● 通過Simufact welding對白車身側圍外板激光焊接過程的仿真分析，與實際掃描結果對比，仿真結果與實際變形結果對應較好，再次驗證了Simufact welding焊接變形仿真分析的可靠性；
● 通過Simufact welding對焊接工藝過程的仿真，可以對焊接工藝參數、工裝夾具、焊接順序、焊接方向等進行仿真分析，可以對焊接變形、焊接殘余應力、熔池、熱影響區、相組織、溫度場等進行仿真分析，代替或減少物理試錯，節省人力、物力，縮短研發周期，助力焊接工藝開發。
展開 設計仿真 | Simufact焊接工藝仿真變形精確預測汽車結構
welding對熱成型B柱激光焊接過程進行分析，與實際掃描結果對比，仿真結果與實際結果一致性較好，驗證了Simufact welding焊接變形仿真分析的可靠性；
● 通過Simufact welding對白車身側圍外板激光焊接過程的仿真分析，與實際掃描結果對比，仿真結果與實際變形結果對應較好，再次驗證了Simufact welding焊接變形仿真分析的可靠性；
● 通過Simufact welding對焊接工藝過程的仿真，可以對焊接工藝參數、工裝夾具、焊接順序、焊接方向等進行仿真分析，可以對焊接變形、焊接殘余應力、熔池、熱影響區、相組織、溫度場等進行仿真分析，代替或減少物理試錯，節省人力、物力，縮短研發周期，助力焊接工藝開發。
展開 設計仿真 | Simufact焊接工藝仿真變形精確預測汽車結構
welding對熱成型B柱激光焊接過程進行分析，與實際掃描結果對比，仿真結果與實際結果一致性較好，驗證了Simufact welding焊接變形仿真分析的可靠性；
● 通過Simufact welding對白車身側圍外板激光焊接過程的仿真分析，與實際掃描結果對比，仿真結果與實際變形結果對應較好，再次驗證了Simufact welding焊接變形仿真分析的可靠性；
● 通過Simufact welding對焊接工藝過程的仿真，可以對焊接工藝參數、工裝夾具、焊接順序、焊接方向等進行仿真分析，可以對焊接變形、焊接殘余應力、熔池、熱影響區、相組織、溫度場等進行仿真分析，代替或減少物理試錯，節省人力、物力，縮短研發周期，助力焊接工藝開發。
展開 
Simufact在電池包焊接中的應用
一、Simufact軟件
鋁合金材料具有較高的比強度、比模量、斷裂韌度、疲勞強度和耐腐蝕穩定性與碳鋼能傳統材料相比，其密度低、無磁性，低溫下合金相穩定，在磁場中比電阻小、氣密性好，易加工成型，采用鋁合金代替鋼鐵材料，結構自重可以減輕50％以上》采用鋁合金材料作為電池包加工的原材料已經成為了發展趨勢，而鉬食金殼體的焊接也成為了研究熱點。
SIMUFACT公司是一家仿真軟件開發公司，成立于1995 年。核心業務是金屬成形工藝仿真軟件的開發、維護及相關技術服務。公司不斷汲取該領域新的分析理論和仿真技術，使得金屬成形工藝模擬技術不斷完善。Simufact.welding是由德國五大汽車公司聯合Simufact公司開發出的焊接仿真軟件。
Simufact.welding焊接軟件特色
易于使用
集成通用熱源模型
自動接觸定位變換
多個機械手定義簡便
標準電極庫
工藝時間管理定義簡便
材料模型考慮周全
Decouple解耦方法
專家模式設置求解參數
組裝焊接
后處理簡單易用
自動生成、細化和粗化焊縫區域單元
求解器計算穩定，DDM并行計算增加求解速度
Simufact.welding焊接仿真在電池包中的應用
電池包焊接工藝模擬
Simufact.welding可對激光、MIG、TIG、釬焊、電子束等焊接工藝過程以及焊后熱處理、夾具卸載進行模擬。
電池包焊接變形預測
裝配結構需要順序連續焊接或點焊連接。因此，定義焊接順序和位置對焊接裝配過程是很重要的。通過模擬能夠預測焊接順序和位置選擇變形較小的方式，從而有效提高產品質量和降低成本。
展開 展會預告 | Simufact 軟件強勢亮相第27屆北京?埃森焊接與切割展
金秋八月，活力上海，海克斯康攜Simufact Welding焊接工藝仿真解決方案強勢亮相第27屆北京·埃森焊接與切割展覽會，現場展示仿真軟件與焊接工藝融合之美。
北京?埃森焊接與切割展覽會（簡稱“BEW”）由中國機械工程學會、中國機械工程學會焊接分會、中國焊接協會、中國焊接協會焊接設備分會、德國焊接學會、德國埃森展覽公司共同主辦，是世界著名焊接展之一，每年吸引數萬名海內外焊接行業的經銷商、代理商、研究機構、政府部門、管理及采購部門等專業人士前來參觀。
海克斯康擁有強大的技術實力，通過Simufact Welding焊接工藝仿真軟件，助力并賦能多個行業的合作伙伴，改進和優化焊接工藝，解決焊接變形、開裂等難題，滿足產品高速迭代的市場需求。
Simufact Welding
用軟件科技為硬件焊接工藝賦能
Simufact Welding是一款專業的焊接工藝仿真分析軟件，該軟件涵蓋了各種弧焊、激光焊、電阻點焊、電子束焊、釬焊等焊接工藝仿真。可以考慮實際工裝夾具的作用和卸載、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數，以及焊接之后的冷卻、消除應力的熱處理等因素，對實際焊接過程的焊接變形、焊接殘余應力、焊接熱影響區、熔池等進行虛擬評定，從而對焊接工藝優化。另外，在增材制造（3D打印）中不可忽視的定向能量沉積（DED）技術，在Simufact Welding中具有專業的模塊進行該工藝的高效建模和分析。Simufact Welding采用瞬態法、解耦法、熱循環法（TC）、高級熱循環法（ATC），單發法、收縮法多種算法，可以結合模型規模和計算速度快速切換計算。
展開 設計仿真 | Simufact Welding助力重工行業解決焊接難題
Simufact Welding焊接工藝仿真解決方案主要幫助用戶解決焊接變形過大、焊接殘余應力（焊后開裂風險分析）、焊后熱處理等情況，可以幫助用戶從焊接工藝參數優化、焊接順序優化、焊接方向優化、焊接工裝優化、焊后熱處理工藝優化等各角度進行快速的工藝參數優化，為工藝設計人員提供專業的指導。通過對比不同工藝方案下的零件變形和殘余應力等，幫助用戶制定合理的焊接工藝方案，減少試驗成本，從而保證產品質量，縮短生產周期，節約生產成本。
重工行業結構件較大、多層多道焊、焊縫較長、壁厚較厚等特點，不太適合使用殼單元，針對此特點Simufact Welding具有專業的實體-殼網格，在求解過程中考慮壁厚的溫度、內應力、外載荷等的作用，焊縫附近網格節點無需匹配，焊接過程中可以自動細化粗化，多種快速算法加速求解效率。既能保證求解的精度，又能保證求解效率。
— 求解精度 —
Simufact Welding
如下圖所示的鋼結構焊接仿真結果對比，仿真最大值為4.75mm，實際掃描的最大值為4.68mm，最大值僅相差0.07mm。而且仿真預測翹曲變形的區域，實際焊接時翹曲變形位置相對應，Simufact Welding 變形趨勢和變形量上均與實際對應。
展開 技術鄰學院 在線直播｜【進階】simufact軟件焊接仿真工藝培訓
技術鄰學院 在線直播
【進階】simufact軟件焊接仿真工藝培訓
（6月10日）
直播信息
日期：
2017年6月10日（星期六）20：00--21：30
直播地址：
熊貓直播 http://panda.tv/1028790 房間ID：1028790
主講人：
盧鳴飛 高級工程師
畢業于復旦大學力學系。后就職于德國SIMUFACT軟件的中國總代理處，做技術支持工程師，為中車、商飛、一汽、上海電氣集團以及南航、哈工大和清華大學等近百家單位提供技術支持。
技術鄰ID：盧鳴飛 熟悉simufact.welding、simufact.forming和simufact.additive軟件的功能、特點和優勢等，先后在技術鄰發布Simufact基礎教程（SW/SF/AM）、焊接仿真、增材制造等系列視頻，建議大家可先關注專家，學習專家發布的視頻與案例，大家如有想要的課程或項目任務，歡迎提問咨詢盧鳴飛。
面向聽眾：
焊接技術人員，焊接專業師生。
面向行業：
航空/航天，汽車、通用機械、零部件廠商及相關專業在校生等。
內容安排：
焊接仿真中的網格
焊接仿真中的邊界條件
●直播分為兩個階段，20:00-21:00為實例講解，21:00-21:30為提問與答疑。
展開 Simufact Welding組裝焊接中的重定位功能 附simufact.welding下載
導航：在進行多工序焊接仿真時，經常會遇到因焊接變形、組件翻轉等原因，前序焊接模型與后一序各個組件之間存在位置不匹配、重力方向不對應等問題。針對該問題，本期為大家講解：如何在Simufact Welding軟件中對重力進行定義，對裝配體進行“重（chóng）定位”，從而對實際工藝進行精確復現。
組裝焊接仿真
Simufact Welding可以模擬多工序的組裝焊接，并且可以考慮焊接過程中，整體結構重力對焊接變形、殘余應力分布等結果的影響。以剪式舉升機的焊接仿真為例，在完成一側縱梁、套管等零部件的焊接后，需要進行整體反轉，再進行另一側縱梁、套管的焊接。
舉升機模型圖
重力翻轉設置
結構整體反轉意味著仿真模型中，重力的作用方向相對與結構發生了變化。在Simufact welding中，用戶可以便捷的設置重力的加速度大小與方向，從而考慮重力對仿真影響。例如：在實際焊接工藝中，焊接對象在后一序進行了翻轉，用戶就可以在后一序建模時，便捷的反轉重力方向，從而匹配實際焊接過程中重力的影響因素。
重力定義
裝配體“重定位”
Simufact welding通過組裝焊接，在完成上一序的焊接模擬后，可以將仿真結果直接傳遞給下一序焊接模型，以上一序計算結果作為輸入。
展開 simufact工藝鏈仿真之組合焊接
組合焊接將多個組件逐次焊到一塊，使用焊接軟件simufact.welding能夠很好的實現
simufact.welding焊接案例
材料：16MnCr5
板厚：2mm
焊接速度：10mm/s
電壓：18V
電流：90A
作用時間表：
Af=1.5
Ar=4
B=1.4
D=1.36
隨著熱源的移動，在熱源附近自動細化網格。看動畫
總的來說，使用還是很簡單的，同simufact.forming一樣也是采用鼠標拖拽。最主要的還是四個方面：網格、夾具、熱源參數、焊接路徑。
相對于ansys、abaqus、marc來說，采用simufact.welding做焊接要容易得多。
汽車某部件simufact焊接-旋壓工藝鏈仿真
工藝過程動畫：
焊接仿真采用simufact.welding，其結果與simufact.forming可以無縫結合，互相轉化。
simufact.welding焊接過程，可以控制焊縫附近的網格自動細化和自動粗劃。
simufact.forming旋壓：
旋壓軌跡：由程序輸出程序，手動制成表格，將軌跡表格導入simfuact.forming設備控制，使用表驅動，如圖：
導入simufact設備控制窗口,即實現以上軌跡的運動，設置起來比較方便。如下圖：
將simufact.welding仿真的結果，導入到simufact.forming中，即可接著做旋壓分析。從而實現焊接-旋壓工藝鏈仿真分析。初始模型如下圖：（采用單旋輪）
導入simufact.forming之后，也可以將焊接的網格重新劃分，并將焊接后的結果插值到新的網格上。這里采用變形區局部細化，如圖：
另外，simufact.forming可以輸出一些特別的結果，比如損傷，模具磨損，厚度等結果，但是前處理時需要設置勾選輸出選項：
壁厚結果：可以測量任意點的壁厚值，途中可以看到變形較大區域壁厚減薄，端部壁厚變大，并可讀取出壁厚變化大小。
剖面結果：通過剖面可以看出端部并未變的很平，這實際是軌跡影響的，我們可以通過simufact分析，來優化軌跡，通過成形過程我們也可以發現，旋壓過程是會出現起皺，這也可以通過優化軌跡來改善，獲得更加合理的軌跡。
優酷視頻觀看下載地址：
http://v.youku.com/v_show/id_XMTg0Mzg0OTgwOA==.html
小木蟲：
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=10863903&target=1
展開 設計仿真 | 直播預告-Simufact welding焊接工藝仿真軟件培訓
長期以來，對于焊接工藝的改進和優化主要依靠工藝人員的經驗和各類工藝試驗，一直缺乏一套專業的有效的方法和手段。
隨著計算機技術的發展和有限元理論的逐漸成熟，焊接模擬仿真技術已經開始成為在焊接工藝優化改進過程中的良好手段和方法。通過焊接工藝仿真可以解決焊接過程中零件變形難以控制的問題，還可以降低對人員技術的要求，降低試驗成本，加強測量和評估焊接殘余應力。
海克斯康工業軟件旗下Simufact Welding軟件致力于通過有限元法解決焊接過程中出現的各類問題，至今已有超過20年的工程應用。本期直播將結合實際操作，展示Simufact welding焊接軟件是如何為客戶的焊接工藝參數優化、焊接工裝設計、焊接順序優化等提供參考依據和指導。歡迎預約報名！
展開 案例分享 | 基于Simufact的前縱梁點焊焊接變形仿真優化
導航：本案例應用Simufact仿真軟件，在工藝設計階段對U型三面搭接這種常見的白車身焊接結構的焊接工藝進行了分析，從而得到最佳優化方案，減少了后期調試成本。
U型三面搭接焊接結構
在白車身焊接結構中，U型三面搭接焊接結構是一種典型結構，常出現于下車體結構加強區域，涉及懸置等機構安裝，其精度要求高。以車身前縱梁為例，如圖所示。
前縱梁零件構成圖
三面搭接截面圖
當前問題
由于其三層板焊點多，熱輸入量大；零件弧面搭接多，搭接間隙難保證等原因，其焊接變形量大。為保證其總成精度，需對焊接變形問題重點分析。傳統分析方式通過大量現場調試尋找優化方案，浪費時間和人力物力，浪費調整時間和人力物力，因此選用Simufact有限元仿真軟件在數模階段就對焊接工藝進行優化，可以大幅度減少后期的調試成本。
Simufact Welding仿真建模
針對上述問題，工程師從焊接順序、工裝優化、搭接間隙優化三個關鍵管控方向，提出優化模型，對比確定最優方案，并使用Simufact Welding仿真軟件對提出優化方案進行仿真驗證。仿真包括成型焊、補焊兩序焊接過程；基礎模型采用六面體網格的形式，模型搭建如下圖所示。
Simufact Welding建模示意圖
評價測點統一如下圖、表所示。
評價測點標示
方案匯總
a）焊接順序優化方案
本次依據成型焊工序和補焊工序，共擬定3種不同焊接順序。
某一焊接順序示意圖
b）工裝優化方案
共設計兩種方案用于比夾具定位與焊接區域距離對焊接變形影響；
共設計兩種方案用于對比補焊夾具增加定位夾具與否的影響。
展開 設計仿真 | Simufact Welding焊接工藝仿真網格劃分技巧
02 網格類型影響計算結果
不同的求解類型需要的網格類型是不一樣的，在焊接模擬分析中，我們常用的網格單元是六面體單元，但有時候也會因為模型的復雜程度，選擇不同的采用四面體單元進行模擬分析。
03 網格連續性
在實際焊接過程中，各零部件間是相互接觸的，可能隨著焊接的進行而分離，在大部分模擬軟件中，會要求保證各零件間的網格連續性，即節點耦合，但這不僅僅脫離了實際焊接過程中的情況，也會極大的增加焊接網格劃分的工作量，在Simufact Welding軟件中，其基于Marc的專業求解器，基于其優異的非線性求解分析功能和強大的網格自適應接觸功能，能夠使得各零部件間的網格不連續，即各零件間單獨進行網格劃分，無需進行網格連續的操作劃分。
Simufact Welding的網格不連續功能
2 Simufact Welding網格類型
在Simufact Welding中，我們常用的實體網格類型共有4種，分別為：六面體 (7)、實心殼體（185）、四面體（157）、四面體（134）。
一般而言，六面體單元精度是最好的，同時單元數量也較少。但不是每一個幾何體都適合用六面體單元來進行網格劃分。如果因為幾何形狀的太復雜而不能創建六面體網格，則應該使用四面體（157）單元。四面體（157）單元在其中心多一個的節點，并且其他節點都具有附加的壓力自由度。因此四面體（157）單元比四面體（134）單元更精確。
Simufact Welding軟件還具有專業的網格劃分工具，包括支持六面體Hexmesh網格、鈑金零件的Sheetmesh網格、四面體單元的Tetmesh網格、單獨針對環形零件的Ringmesh網格，用戶也可以根據自身的實際情況，選擇其他的網格劃分工具，軟件支持專業的網格格式，例如*BDF、*ARC等。
展開 