Simufact分析的案例
simufact.forming孔洞閉合分析
simufact.forming研究的方法主要有三種：
1）從鑄造軟件（如procast）中讀取鑄造分析結(jié)果，結(jié)果中有一些孔洞、氣孔等缺陷的結(jié)果，在simufact中進(jìn)行分析；
2）相對密度法：在simufact中通過定義相對密度，有間隙、孔洞的地方相對密度較小，孔洞間隙較少的地方相對密度較大，這樣對過成形后，相對密度分布，從而分析成形過程中孔洞、間隙等閉合情況；
3）簡化幾何模型，將幾何模型上劃分一些空洞，定義不同形狀，來進(jìn)行直接的成形分析；
本文主要講述后兩種方法：
相對密度法：
建模過程與其它成形分析建模過程類似，不同之處在于為工件定義相對密度分布：內(nèi)部相對密度0.8外部相對密度0.99，成線性分布；
初始相對密度分布：
成形后相對密度分布：
另外一種方法既是實(shí)際建出空洞模型，看成形過程孔洞的閉合情況，可以隨意建一些孔洞的形狀，這里建了三個孔洞，僅用于示例：（可以采用對稱模型，也可以采用全模型）
成形后孔洞形狀：
.
空洞閉合過程中，即發(fā)生網(wǎng)格的折疊重合，F(xiàn)E方法不容易收斂，建議使用有限體積法（FV)
展開 simufact.forming擠壓成形分析（管材擠壓）
simufact.forming擠壓成形分析（管材擠壓）
simufact.forming在做擠壓成形分析的時候，一般需要在工作區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，simufact在2D擠壓分析或管材擠壓分析，比較容易，對網(wǎng)格要求較低，但是在3D擠壓時，要求工作區(qū)的網(wǎng)格要細(xì)，這就需要使用simufact自帶的網(wǎng)格局部細(xì)化工具，進(jìn)行擠壓成形過程的細(xì)化分析，這樣才能保證求解過程的收斂性。
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另外，擠壓成形中，有時候需要考慮，擠壓筒、內(nèi)襯、中襯之間的過盈配合對模具產(chǎn)生的應(yīng)力的作用，以及在成形過程中模具所受的應(yīng)力分析，simufact能夠?qū)崿F(xiàn)多個變形體，并且將模具看成彈性變形體，精確分析彈性變形產(chǎn)生的應(yīng)力作用和變形作用對產(chǎn)品精度的影響。
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以下為3D分析采用四分之一模型進(jìn)行的管材擠壓成形分析，擠壓工作區(qū)采取了網(wǎng)格細(xì)化。
展開 分析示例 | Simufact Additive仿真助力金屬粘結(jié)劑噴射成型（MBJ）工業(yè)化
針對燒結(jié)過程的仿真分析，Simufact Additive軟件現(xiàn)已推出了MBJ仿真模塊第三個版本，當(dāng)前版本能夠準(zhǔn)確模擬燒結(jié)過程，預(yù)測收縮、塌落度和與摩擦相關(guān)的變形問題，無論是“可變形”支撐器還是“非可變形（陶瓷）”支撐器，均可以通過仿真得到“預(yù)補(bǔ)償”幾何圖形，從而將預(yù)補(bǔ)償模型直接輸入到打印機(jī)中，保證燒結(jié)后的產(chǎn)品精度。文中，通過案例研究，探討了ExOne公司如何使用Simufact Additive來優(yōu)化客戶所燒結(jié)的零件。[首次發(fā)表于《金屬增材制造》第6卷第3期，2021]
圖1 自2016年發(fā)布以來，Simufact Additive一直是金屬粉末床熔融（PBF）工藝模擬的一流解決方案提供商。此處顯示了在Simufact Additive中仿真大型（400 mm）機(jī)器上渦輪泵殼體變形的結(jié)果
伴隨著對MBJ工藝無比的期待，以及整個行業(yè)對加快采用MBJ進(jìn)行大規(guī)模批量生產(chǎn)的強(qiáng)烈愿望，一種可以有效模擬燒結(jié)工藝的仿真軟件尤為重要，Simufact Additive 軟件推出的模擬金屬粘結(jié)劑噴射成型的MBJ模塊，滿足了市場需求，并且獲得用戶認(rèn)可，能夠有效幫助客戶解決燒結(jié)變形問題，對燒結(jié)變形能夠自動補(bǔ)償計算。
Simufact Additive MBJ金屬粘結(jié)劑噴射成型方案
Simufact Engineering一直為金屬成形、焊接、連接、熱處理和增材制造提供一流的解決方案。憑借深厚的知識和經(jīng)驗(yàn)，Simufact對如何有效地仿真大多數(shù)金屬塑性加工工藝有著深刻的理解。
2020年，Simufact將其金屬粘結(jié)劑噴射成形仿真模塊添加到Simufact Additive軟件中。Simufact Additive的MBJ燒結(jié)仿真模塊利用現(xiàn)象學(xué)、宏觀有限元分析方法來模擬燒結(jié)過程中粘結(jié)金屬材料粉末的熱粘塑性行為。
展開 SimuFact.Forming 2D分析失敗的優(yōu)化方法
SimuFact.Forming在進(jìn)行金屬成型分析時，可以使用2D截面分析的案子，可以快速的得到結(jié)果，大幅度加快分析過程；在所有類似軟件中，SimuFact.Forming是最快速的； 但是受限于Marc求解器的穩(wěn)健性，計算過程異常容易出錯，導(dǎo)致計算終止；比如：下方兩個變形體，其中一個網(wǎng)格畸變，導(dǎo)致計算失敗；
對于這種情況，可以優(yōu)化的途徑有：
1：網(wǎng)格重劃分
但是默認(rèn)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，比較簡單，遇到復(fù)雜的情況，或者小距離內(nèi)大幅度變化的場景，可以適當(dāng)增加和提高劃分標(biāo)準(zhǔn)
2.局部細(xì)化在網(wǎng)格重劃分的基礎(chǔ)之上，如果局部有小特征或者尖角，需要在局部適當(dāng)?shù)拈_啟細(xì)化：3.時間步長控制：
計算失敗或者網(wǎng)格畸變的主要原因是計算的時間步長不合理導(dǎo)致的，時間步長太大，導(dǎo)致不能及時REMSH，所以才會有畸變網(wǎng)格；可以把步長控制改成手動，然后按需選擇；循環(huán)迭代，在某些場景下很好用，計算速度快，迭代次數(shù)最小5，最大20，越大計算失敗幾率越高？
對于均勻計算的，可以使用位移控制，簡單方便；
對于不均勻計算，個人建議使用表格設(shè)備控制，比如最后1mm設(shè)置100個計算節(jié)點(diǎn)，控制時間步長，減少失敗幾率；
4.多變形體網(wǎng)格remsh有多個變形體的，可以考慮開啟同一增量步劃分；
本文系阿毅工作室原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請注明出處！
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simufact9.0傳熱分析實(shí)例
傳熱.rar
也是本次測試用例子，比較簡單，滿足了初學(xué)者的需求，以后做多了可以多花一些時間來做復(fù)雜的傳熱仿真，以前的superforge里面對于傳熱仿真的支持不是太好，現(xiàn)在的新版本改進(jìn)了很多，把superform里面的很多功能都集成進(jìn)來了。
與前面一樣，上傳的圖片和源文件都在附件中。
simufact有限元仿真分析動畫
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設(shè)計仿真 | Simufact助力鈑金沖壓成形工藝缺陷分析
simufact
鈑金沖壓成形工藝解決方案
Simufact forming金屬塑性成形及熱處理工藝仿真軟件中，針對不同的工藝類型具有不同的向?qū)Аａ槍︹k金成形工藝Simufact forming具有專業(yè)的功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)對冷熱沖壓、深沖、壓印成形、折彎、翻邊、精沖、沖裁、旋壓等工藝過程進(jìn)行模擬。在單一軟件界面可進(jìn)行多個工位多個道次的深沖分析。被動旋轉(zhuǎn)、主動旋轉(zhuǎn)、平動以及其它輔助運(yùn)動可以綜合作用，且易于實(shí)現(xiàn)。Simufact forming針對鈑金結(jié)構(gòu)可以使用鈑金六面體網(wǎng)格、鈑金實(shí)體-殼單元，在鈑金成形過程中可以考慮板料厚度方向的流動、厚度方向上的溫度傳遞。可對鈑金成形過程中的應(yīng)力、應(yīng)變、壁厚減薄、壁厚增厚、回彈、沖壓力、起皺、開裂、塌角、過渡減薄等結(jié)果進(jìn)行分析。幫助客戶進(jìn)行物理試錯，加快工藝開發(fā)，降低修模次數(shù)、開發(fā)成本。
Simufact forming具有多種成形極限（FLD）模型，如基勒（Keeler）、阿布斯波爾&肖爾廷（Abspoel&Scholting）等，便于用戶選擇設(shè)置。如下圖所展示的案例，為基于成形極限（FLD）模型對起皺缺陷的預(yù)測，并且與實(shí)際沖壓結(jié)果進(jìn)行了對比，仿真結(jié)果與實(shí)際結(jié)果非常接近，沖壓仿真結(jié)果中不僅可以從云圖指示結(jié)果缺陷，而且可以從材料實(shí)際流動變化來查看結(jié)果，更與實(shí)際接近。
如下圖所展示的案例，為基于成形極限（FLD）模型對起皺開裂的預(yù)測，且與實(shí)際沖壓結(jié)果進(jìn)行對比，仿真預(yù)測開裂位置與實(shí)際開裂位置相對應(yīng)。
展開 基于SimuFact.Forming搓動成型分析案例 ￥1.18
在目前主流的鍛壓分析軟件中，SimuFact.Forming軟件以操作簡易、前處理功能豐富、支持的分析類型全面、CAD模型及網(wǎng)格接口豐富著稱；筆者近期遇到一個通過兩個模具相互移動，把零件搓動成型的案例，使用SimuFact.Forming軟件非常方便的進(jìn)行了前處理設(shè)置，并成功了分析了成型過程，總結(jié)如下：
成型過程動畫：（此圖片用我附件給的GIF圖片替換即可有動畫顯示）
基于SimuFact.Forming 的高煎鍋成型過程分析
SimuFact.Forming是一款非常優(yōu)秀的鍛壓分析軟件，前身為MSC公司的SuperForge和SuperForm，后來出售給了德國的公司，是市場面上唯一一款同時支持有限元和有限體積法的鍛壓分析軟件；這幾年版本的更迭速度較快，目前以有限元法求解為主，主要求解器為MSC.Marc；MSC公司最近10年的步伐有點(diǎn)緩慢，求解器的更迭速度有點(diǎn)遲緩，但是作為前處理的SimuFact.Forming GUI,筆者認(rèn)為是目前市面上最容易操作的鍛壓分析軟件；
煎鍋、炒鍋等是我們?nèi)粘３Ｓ玫呐腼児ぞ撸涑尚头绞揭话阍诒“邋憠海m然看起來簡單，但是薄板的變形其實(shí)是非常困難的，最后1mm變形，往往成型力是直線上升的，在成型過程中，模具容易開裂，產(chǎn)品表面容易有折疊痕跡，為了不影響產(chǎn)品外觀而且保證模具的壽命，就有必要對其成型過程進(jìn)行分析，使用最優(yōu)的成型工藝進(jìn)行加工制造！
材質(zhì)：AL3100
成型方式：冷擠壓
主要模具如下：
模具的構(gòu)造簡單，直接鍛壓即可！
分析軟件：SimuFact.Forming
分析類型：2D 軸對稱 冷擠壓
求解器類型 FE
從產(chǎn)品的特點(diǎn)看，使用2D的截面分析就足以保證分析質(zhì)量了，這是一個標(biāo)準(zhǔn)的軸對稱結(jié)構(gòu)，如果使用3D分析，會花費(fèi)幾十倍的時間，而且結(jié)果和2D基本一致！
展開 設(shè)計仿真 | Simufact Forming模具疲勞分析助力預(yù)測模具壽命
根據(jù)Simufact Forming模具疲勞分析結(jié)果，產(chǎn)品A鍛打次數(shù)計算為 667次，在指定位置出現(xiàn)了低周失效。
產(chǎn)品B仿真結(jié)果
在實(shí)際生產(chǎn)過程中，模具通常在1800次鍛打后會在指定位置出現(xiàn)模具開裂失效。根據(jù)Simufact Forming模具疲勞分析結(jié)果，產(chǎn)品B鍛打次數(shù)計算為2021次，在指定位置出現(xiàn)了低周失效。
如下圖所示，通過Simufact Forming模具壽命模塊進(jìn)行的工具壽命分析結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果一致。本研究中所使用的工具材料的疲勞壽命數(shù)據(jù)取自 Simufact Forming的材料庫。疲勞壽命曲線是利用該功能自動創(chuàng)建的，由于材料數(shù)據(jù)存在差異，實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)與分析結(jié)果之間存在微小的偏差。
這項研究表明，Simufact Forming模具疲勞壽命分析結(jié)果對于工業(yè)研究而言是精確可靠的。通過對可能出現(xiàn)早期模具故障的成形工序的檢測，我們能夠基于模具使用壽命數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化和改進(jìn)研究，并在報價階段準(zhǔn)確確定模具成本。
展開 SimuFact.Forming 多工步連續(xù)分析設(shè)置詳解
目前進(jìn)行鍛壓、擠壓分析的4大主流的商用軟件：Deform、Simufact.Forming（原MSC.SuperForge）、Forge、Qform中，都可以進(jìn)行2D/3D分析，但是如果是多工步分析，Deform只能進(jìn)行手動切換，就是算完第一步然后人工手動再調(diào)入第二步的模型，以此類推，如果是計算很慢，那么晚上沒有人值班時，不得不停止計算，浪費(fèi)了很多計算資源；Simufact.Forming在這一點(diǎn)上很好，有一個StageControl功能，可以非常方便的對多工步進(jìn)行連續(xù)分析，在分析過程中，不再需要人工對模型進(jìn)行處理，遇到大型計算時，能夠有效利用晚上的時間，進(jìn)行連續(xù)分析，非常實(shí)用；下面對其過程進(jìn)行詳細(xì)說明；
看附件吧，直接粘貼的時候，有亂碼
20110128 Simufact.Forming多工步連續(xù)分析設(shè)置詳解.pdf
展開 
分析示例 | Simufact Additive增材制造支撐創(chuàng)建功能
Simufact Additive是專業(yè)的金屬增材制造工藝仿真解決方案，除了具有強(qiáng)大的分析求解能力、預(yù)測和解決打印問題之外，其本身也可以創(chuàng)建多種支撐類型。且其創(chuàng)建支撐的方法非常靈活，如想要選擇不同的支撐結(jié)構(gòu)，只需在被選取選中相應(yīng)結(jié)構(gòu)類型即可。Simufact Additive支持的支撐創(chuàng)建方法包含Simufact法、CADS Additive法。Simufact支持創(chuàng)建六棱柱支撐，如圖1所示（零件做透明處理）。通過對支撐半徑、間距等參數(shù)的設(shè)置即可一鍵式快速完成全局支撐的創(chuàng)建，且設(shè)計者可靈活選擇想要生成支撐的零件位置、臨界面角度等。值得一提的是對于這一類型的支撐結(jié)構(gòu)，Simufact本身也可進(jìn)行自動的支撐優(yōu)化，軟件通過將模型的受載情況、模型結(jié)構(gòu)模擬一遍之后，即可根據(jù)模型不同位置（不同結(jié)構(gòu)面）、不同受載情況適當(dāng)調(diào)整六棱柱支撐的半徑大小、疏密程度等，優(yōu)化后的支撐結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖1 Simufact Additive創(chuàng)建的支撐結(jié)構(gòu)
圖2自動優(yōu)化后的六棱柱支撐
CADS Additive支持創(chuàng)建的支撐類型非常豐富，如塊支撐、懸垂塊支撐、塊線支撐、線支撐、輪廓支撐、樹支撐、桿支撐和hcell支撐等，為支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計者提供充分的選擇性。在Simufact Additive中采用CADS Additive法創(chuàng)建支撐結(jié)構(gòu)支持對于同一模型同時創(chuàng)建多種支撐，如圖3所示。圖4-圖11分別為大家展示了CADS Additive法可以創(chuàng)建的多種支撐結(jié)構(gòu)示例。
展開 設(shè)計仿真 | Simufact助力鈑金沖壓成形工藝缺陷分析
simufact
鈑金沖壓成形工藝解決方案
Simufact forming金屬塑性成形及熱處理工藝仿真軟件中，針對不同的工藝類型具有不同的向?qū)Аａ槍︹k金成形工藝Simufact forming具有專業(yè)的功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)對冷熱沖壓、深沖、壓印成形、折彎、翻邊、精沖、沖裁、旋壓等工藝過程進(jìn)行模擬。在單一軟件界面可進(jìn)行多個工位多個道次的深沖分析。被動旋轉(zhuǎn)、主動旋轉(zhuǎn)、平動以及其它輔助運(yùn)動可以綜合作用，且易于實(shí)現(xiàn)。Simufact forming針對鈑金結(jié)構(gòu)可以使用鈑金六面體網(wǎng)格、鈑金實(shí)體-殼單元，在鈑金成形過程中可以考慮板料厚度方向的流動、厚度方向上的溫度傳遞。可對鈑金成形過程中的應(yīng)力、應(yīng)變、壁厚減薄、壁厚增厚、回彈、沖壓力、起皺、開裂、塌角、過渡減薄等結(jié)果進(jìn)行分析。幫助客戶進(jìn)行物理試錯，加快工藝開發(fā)，降低修模次數(shù)、開發(fā)成本。
Simufact forming具有多種成形極限（FLD）模型，如基勒（Keeler）、阿布斯波爾&肖爾廷（Abspoel&Scholting）等，便于用戶選擇設(shè)置。如下圖所展示的案例，為基于成形極限（FLD）模型對起皺缺陷的預(yù)測，并且與實(shí)際沖壓結(jié)果進(jìn)行了對比，仿真結(jié)果與實(shí)際結(jié)果非常接近，沖壓仿真結(jié)果中不僅可以從云圖指示結(jié)果缺陷，而且可以從材料實(shí)際流動變化來查看結(jié)果，更與實(shí)際接近。
如下圖所展示的案例，為基于成形極限（FLD）模型對起皺開裂的預(yù)測，且與實(shí)際沖壓結(jié)果進(jìn)行對比，仿真預(yù)測開裂位置與實(shí)際開裂位置相對應(yīng)。
展開 simufact9.0實(shí)例分析教程一（鍛造）
抽空把自己使用simufact這段時間來的一些經(jīng)驗(yàn)發(fā)上來供大家參考。相信民間還有很多高手在潛水，這是一個初級教程，能教會大家用simufact.forming（原superforge）做鍛造仿真，大家如果在鍛造仿真中遇到其它什么問題，可以跟帖了一起討論。以后再來弄鈑金、旋壓、擠壓的。
本例子所需STL模型文件
STL文件.rar
simufact.forming9.0
—實(shí)例分析教程
Mrsamwalt 09年10月 北京
1. 創(chuàng)建一個新的工藝仿真
通過開始菜單或桌面快捷方式打開simufact.forming軟件。在軟件界面點(diǎn)擊File下拉菜單中的New Project，或者通過快捷鍵Ctrl+N來創(chuàng)建一個新的工藝仿真。
或者通過點(diǎn)擊新建圖標(biāo)來創(chuàng)建一個新的工藝仿真。
點(diǎn)擊后會彈出如下Process Properties對話框：
這里可以設(shè)置仿真相關(guān)參數(shù)：鍛造類型（熱/冷）、仿真類型（2D/3D）、和求解器（有限元/有限體積）。當(dāng)選擇完工藝類型后，系統(tǒng)將自動定義相關(guān)參數(shù)。下面可以選擇模具數(shù)量。
操作步驟：
左側(cè)選擇工藝類型為Open Die（開式模鍛），修改鍛造類型為Hot
保留缺省設(shè)置（3D和FV）
點(diǎn)擊ok確認(rèn)
2. 仿真建模
3.1. 修改仿真、模具、坯料名稱
確認(rèn)后，你可以看到simufact.forming軟件已經(jīng)自動設(shè)置好了仿真所需要的相關(guān)參數(shù)。在左側(cè)可以看到仿真所需要的進(jìn)程樹，右側(cè)為預(yù)覽窗口。鼠標(biāo)左鍵緩慢雙擊要修改名稱的進(jìn)程樹，或者通過右鍵單擊選擇Rename可以修改名稱。
3.2.
展開 基于Simufact.Forming厚板折彎分析
對于絕大多數(shù)的板材折彎而言，CAE分析其折彎過程沒有太大的意義，工程經(jīng)驗(yàn)或者折彎系數(shù)表就足以解決絕大部分問題；但是對于厚板或者說對于折彎R數(shù)值小于板材厚度的，折彎CAE分析分析其折彎過程還是有意義的：
1對于折彎處形狀的精確預(yù);
2:折彎后折彎點(diǎn)尺寸的變化;
3:折彎過程接觸區(qū)域變形和設(shè)備噸位精確預(yù)測；
對于某些板材折彎后需要包膠，如果不能精確預(yù)測折彎處形狀的和數(shù)值，回影響后續(xù)塑膠模具的開發(fā)，或者折彎后需要精確裝配的折彎件如果不能預(yù)測折彎處形狀，會影響后工序裝配；下文將會對折彎過程進(jìn)行一下詳細(xì)的說明；
1：分析軟件選擇
一提起沖壓分析，可能很多人都會說用DynaForm、AutoForm、PAM-STAMP等，但是這些軟件基本都是以殼單元為主，分析厚板不建議使用殼單元，因?yàn)榘宀脑谡蹚澨幒穸群蛯挾确较蚨加凶兓瑲卧芟蓿豢赡茱@示出實(shí)際的形狀；
DynaForm可以使用實(shí)體單元，理論可以做，不過前后處理略顯繁瑣；
通用結(jié)構(gòu)有限元理論上可以做，但是分析前處理時間比較繁瑣，而且容易出錯，理論上ANSYS/ABAQUS/HYPERWORKS都可以做的，如果不嫌棄麻煩的話；
筆者建議此類分析使用鍛壓類分析軟件，使用實(shí)體單元或者實(shí)體殼單元進(jìn)行分析；通用的鍛壓類分析軟件deform、SimuFact.Forming、Forge、QFORM等都可以分析，專用軟件前后處理時間都不會很長；
這里選擇SimuFact.Forming是因?yàn)榇塑浖疤幚碓O(shè)計比較簡單，有豐富的材質(zhì)庫，可以導(dǎo)入第三方網(wǎng)格，對于沖壓的壓邊力、彈簧、或運(yùn)動軌跡路徑等設(shè)計比較簡單，而且MARC的求解器分析精度和準(zhǔn)確度都是經(jīng)過業(yè)界檢驗(yàn)的，所以使用SimuFact.Forming進(jìn)行處理，當(dāng)然使用其他的類似軟件也是可行的；
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