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一、Simufact軟件鋁合金材料具有較高的比強(qiáng)度、比模量、斷裂韌度、疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕穩(wěn)定性與碳鋼能傳統(tǒng)材料相比，其密度低、無磁性，低溫下合金相穩(wěn)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(jié)構(gòu)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(jīng)成為了發(fā)展趨勢，而鉬食金殼體的焊接也成為了研究熱點。

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

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

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全局: 一個單元尺寸用于整個部件（最差案例）局部:在焊縫附近局部細(xì)化（較好, 但是對于長焊縫的大型模型，速度較慢）自適應(yīng): 在使用Simufact Welding 時 模擬中自動細(xì)化 （較好，但是不要超過2個細(xì)化級別）在常規(guī)零件模擬過程中，若網(wǎng)格數(shù)量較少，我們可以選擇整體零件采用一種尺寸；但針對大部分焊接零部件，因為其模型較大，我們推薦在網(wǎng)格劃分時，

焊接過程分為兩個工步進(jìn)行焊接，焊接完第一個工步后將第一個工步的結(jié)果繼承到第二個工步上進(jìn)行后續(xù)模擬分析；在Simufact Welding中可以直接從結(jié)果復(fù)制，將前序工位計算的結(jié)果傳遞到后續(xù)焊裝工位，方便多個組裝焊接工位。

案例1：擺臂焊縫開裂,在關(guān)鍵連接點焊接殘余變形太大案例2：扭力梁的焊縫開裂Simufact解決方案 為了解決這個技術(shù)問題并找到一個可行的工藝設(shè)計方案，MSC中國團(tuán)隊開始幫助客戶針對上述結(jié)構(gòu)開展焊接過程仿真分析和執(zhí)行后續(xù)的疲勞壽命計算。這里的關(guān)鍵點是提供殘余應(yīng)力和全部的“焊接歷史”（即變形、殘余應(yīng)變，峰值溫度）作為疲勞壽命模擬的初始條件。

Simufact.forming提供了豐富的單元類型滿足各種成型工藝過程的模擬，其中包括：三角形單元，四邊形單元，四面體單元，六面體單元，殼單元，軸對稱單元，平面單元。對于鈑金加工工藝仿真，還可以劃分高效的實體殼單元，可以在確保計算精度的同時采用更少的單元進(jìn)行分析。

通過焊接仿真分析，可以實時的獲取焊接過程中的變形結(jié)果，并可以根據(jù)每道焊縫的焊接變形、應(yīng)力等的結(jié)果來進(jìn)行實時分析，不僅數(shù)據(jù)的提取也變得更加方便，也給焊接工藝開發(fā)規(guī)劃提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，更容易規(guī)劃出合理的焊接順序、焊接裝夾位置等焊接工藝參數(shù)。

表1 焊接規(guī)范參數(shù)根據(jù)圖3的測量結(jié)果可以看出，焊接后支撐臂的C處變形量最大，A處變形量小。2焊接模擬仿真2.1模型簡化與網(wǎng)格劃分使用UG對支撐臂進(jìn)行三維建模，需對模型進(jìn)行必要的簡化，如去掉小孔、倒角等[6]。

通過焊接仿真分析，可以實時的獲取焊接過程中的變形結(jié)果，并可以根據(jù)每道焊縫的焊接變形、應(yīng)力等的結(jié)果來進(jìn)行實時分析，不僅數(shù)據(jù)的提取也變得更加方便，也給焊接工藝開發(fā)規(guī)劃提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，更容易規(guī)劃出合理的焊接順序、焊接裝夾位置等焊接工藝參數(shù)。

側(cè)圍外板的Y向變形模擬結(jié)果與掃描結(jié)果對比 總 結(jié) ● 通過Simufact welding對熱成型B柱激光焊接過程進(jìn)行分析，與實際掃描結(jié)果對比，仿真結(jié)果與實際結(jié)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(cè)圍外板激光焊接過程的仿真分析，與實際掃描結(jié)果對比，仿真結(jié)果與實際變形結(jié)果對應(yīng)較好

針對金屬粘結(jié)劑噴射成型，Simufact Addiitive 專業(yè)的MBJ模塊，可以進(jìn)行該工藝的燒結(jié)過程仿真，可以考慮粘結(jié)后的零件的致密度、燒結(jié)過程中的重力影響、通過輸入燒結(jié)工藝曲線仿真分析燒結(jié)過程中的收縮變形，而且具備自動迭代補(bǔ)償變形的功能，能夠自動迭代補(bǔ)償變形結(jié)果，幫助用戶解決燒結(jié)收縮變形等問題。

流速不均會造成鋁型材不成型、扭擰、波浪等缺陷。

電池盒框架幾何模型（左-原始模型，右-簡化模型）利用Simufact Welding進(jìn)行焊接仿真建模，可以采用焊縫附近網(wǎng)格細(xì)化，遠(yuǎn)離焊縫附近的網(wǎng)格可以使用較粗的網(wǎng)格，相鄰結(jié)構(gòu)無需網(wǎng)格節(jié)點匹配，這樣可以降低整體模型的網(wǎng)格數(shù)量，如下圖所示為網(wǎng)格劃分模型，整個模型包含的節(jié)點總數(shù)為1020454，單元總數(shù)為698704。

Simufact Welding可以模擬多種焊接工藝過程Simufact Welding可以進(jìn)行變形量、應(yīng)力場及溫度場等信息的動態(tài)顯示，包括焊接過程中任意節(jié)點的溫度、變形、變形分量、熱應(yīng)力、應(yīng)力分量等結(jié)果。

以下圖為例，當(dāng)完成第一序三條焊縫的焊接后，我們可以看到，整個結(jié)構(gòu)有較為明顯的變形。 第一序焊接仿真 在該狀態(tài)下，我們利用Simufact Welding組裝焊接功能，將第一序結(jié)果直接導(dǎo)入到后一序模型時可以看到，第二序的焊接仿真模型的初始狀態(tài)和形狀，已經(jīng)與工作臺之間存在不均勻間隙，這是因第一序的焊接變形所致。

首先對預(yù)鍛過程進(jìn)行模擬，再將預(yù)鍛件及相關(guān)信息導(dǎo)入終鍛過程，作為終鍛過程坯料，進(jìn)行終鍛模擬，結(jié)果如圖5所示。圖5 終鍛過程等效應(yīng)變分布工藝參數(shù)優(yōu)化采用Simufact，可以進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化研究，比如，模具溫度，胚料溫度，鍛成型時上模下壓速度，摩擦系數(shù)等。經(jīng)分析得出，預(yù)鍛過程中影響程度主次關(guān)系為模具溫度T>上模下壓速度V>坯料溫度t>摩擦因數(shù)f。

3）將焊槍在316 L不銹鋼表面進(jìn)行熔覆試驗，獲得的堆焊焊縫成型美觀，在焊接電流為130 A、送粉量為6 g/mm、SiC濃度為1.5%的工藝參數(shù)下拍攝的實際電弧圖像與模擬結(jié)果一致，獲得的熔覆層內(nèi)部組織均勻致密無明顯缺陷。文章來源兵器材料科學(xué)與工程. 2023,46(05)

基于J2塑性的雙相鋼疲勞和損傷特性仿真結(jié)果其可以應(yīng)用于焊接仿真后，計算焊縫不同區(qū)域的準(zhǔn)確應(yīng)力/應(yīng)變行為，并將其用于后續(xù)的接頭性能評估。圖7. 利用Digimat雙相鋼性能的預(yù)測，評估焊接仿真（Simufact Welding）后的接頭性能