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目前國(guó)內(nèi)外眾多先進(jìn)制造企業(yè)已經(jīng)選用海克斯康工業(yè)軟件旗下的Simufact Forming的模具壽命分析功能來(lái)分析模具開裂、模具壽命、模具應(yīng)力等問(wèn)題。本文引用了先進(jìn)緊固件制造企業(yè)博爾特緊固Bolt Fasteners和Netform Engineering的研究，介紹Simufact Forming模具壽命分析功能解決實(shí)際模具問(wèn)題的實(shí)際應(yīng)用。

SimuFact.Forming在進(jìn)行金屬成型分析時(shí)，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(guò)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(jì)算過(guò)程異常容易出錯(cuò)，導(dǎo)致計(jì)算終止；比如：下方兩個(gè)變形體，其中一個(gè)網(wǎng)格畸變，導(dǎo)致計(jì)算失?。粚?duì)于這種情況，可以優(yōu)化的途徑有：1：網(wǎng)格重劃分

Simufact.forming中的六面體單元(8個(gè)積分點(diǎn))能提供更為精確的計(jì)算結(jié)果，提供的四面體單元(具有4個(gè)積分點(diǎn))同樣能夠提供準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果。Simufact.forming提供了分別用于大應(yīng)變(如：金屬流動(dòng))和彈性應(yīng)變 (如：模具應(yīng)力)分析的單元類型。

PART02Simufact Forming：鍛造工藝的“數(shù)字實(shí)驗(yàn)室”海克斯康Simufact Forming鍛造工藝仿真包括鐓粗、模鍛、拉伸、拔長(zhǎng)、自由鍛、擠壓、輥鍛、線割、熱處理等工藝，能夠幫助用戶通過(guò)仿真的方式實(shí)現(xiàn)鍛造成形工藝虛擬試錯(cuò)，通過(guò)對(duì)成形過(guò)程中材料流動(dòng)、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、折疊缺陷、設(shè)備噸位、微觀晶粒等分析，幫助優(yōu)化鍛造工藝。

Simufact forming針對(duì)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(guò)程中可以考慮板料厚度方向的流動(dòng)、厚度方向上的溫度傳遞?？蓪?duì)鈑金成形過(guò)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(guò)渡減薄等結(jié)果進(jìn)行分析。

Simufact forming針對(duì)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(guò)程中可以考慮板料厚度方向的流動(dòng)、厚度方向上的溫度傳遞?？蓪?duì)鈑金成形過(guò)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(guò)渡減薄等結(jié)果進(jìn)行分析。

PART02Simufact Forming：鍛造工藝的“數(shù)字實(shí)驗(yàn)室”海克斯康Simufact Forming鍛造工藝仿真包括鐓粗、模鍛、拉伸、拔長(zhǎng)、自由鍛、擠壓、輥鍛、線割、熱處理等工藝，能夠幫助用戶通過(guò)仿真的方式實(shí)現(xiàn)鍛造成形工藝虛擬試錯(cuò)，通過(guò)對(duì)成形過(guò)程中材料流動(dòng)、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、折疊缺陷、設(shè)備噸位、微觀晶粒等分析，幫助優(yōu)化鍛造工藝。

傳統(tǒng)的工藝仿真軟件難以復(fù)現(xiàn)上述如此復(fù)雜的成形過(guò)程，Simufact Forming軟件為了方便用戶的仿真分析，單獨(dú)設(shè)立了自由鍛、環(huán)軋專業(yè)模塊，用戶僅需要按照軟件內(nèi)置的工藝設(shè)備模板進(jìn)行模型的搭建，即可快速且準(zhǔn)確的仿真自由鍛與環(huán)軋工藝。

鑒于上述Simufact Forming具備的優(yōu)秀特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的企業(yè)與高校選擇使用Simufact Forming進(jìn)行模鍛的仿真分析。Simufact Forming鍛造工藝鏈?zhǔn)椒抡?2 鍛造工藝仿真的經(jīng)濟(jì)效益引入Simufact Forming能夠給客戶帶來(lái)多大的經(jīng)濟(jì)效益，是每個(gè)客戶在考慮引入仿真工具幫著其解決問(wèn)題必須要考慮的一個(gè)問(wèn)題。

仿真工具 Simufact Forming就是這樣一款專業(yè)的環(huán)軋工藝仿真分析軟件。相比于其他同類型軟件，Simufact Forming的環(huán)軋仿真具有高度復(fù)現(xiàn)實(shí)際、高度模板化、高精度計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。

這個(gè)仿真分析中沒(méi)有考慮鈑金沖壓成形產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、回彈、壁厚減薄等對(duì)焊接工藝的影響。Simufact welding可以與Simufact forming鈑金沖壓成形功能實(shí)現(xiàn)沖壓-焊接、焊接-沖壓等工藝鏈仿真，充分考慮了實(shí)際的制造工藝鏈。

這個(gè)仿真分析中沒(méi)有考慮鈑金沖壓成形產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、回彈、壁厚減薄等對(duì)焊接工藝的影響。Simufact welding可以與Simufact forming鈑金沖壓成形功能實(shí)現(xiàn)沖壓-焊接、焊接-沖壓等工藝鏈仿真，充分考慮了實(shí)際的制造工藝鏈。

這個(gè)仿真分析中沒(méi)有考慮鈑金沖壓成形產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、回彈、壁厚減薄等對(duì)焊接工藝的影響。Simufact welding可以與Simufact forming鈑金沖壓成形功能實(shí)現(xiàn)沖壓-焊接、焊接-沖壓等工藝鏈仿真，充分考慮了實(shí)際的制造工藝鏈。

但無(wú)論是哪一類細(xì)分領(lǐng)域的工藝，工程師在早期工藝設(shè)計(jì)階段大都會(huì)借助CAE仿真的手段進(jìn)行工藝可行性分析與缺陷預(yù)測(cè)。此前我們介紹了?？怂箍得嫦蚪饘偌庸ゎI(lǐng)域的各項(xiàng)解決方案，例如Simufact Forming成形與熱處理工藝仿真方案、Simufact Welding焊接結(jié)構(gòu)工藝仿真方案等等。對(duì)于某一工藝細(xì)節(jié)的仿真分析，使用單一專業(yè)方案能夠快速有效的進(jìn)行工藝可行性研究。

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

現(xiàn)如今，工程師們往往會(huì)想到借助計(jì)算機(jī)仿真的方式，對(duì)早期工藝研發(fā)方案進(jìn)行虛擬仿真分析，從而指導(dǎo)其對(duì)工藝參數(shù)與模具形體的不斷優(yōu)化。 仿真工具 Simufact Forming就是這樣一款專業(yè)的環(huán)軋工藝仿真分析軟件。相比于其他同類型軟件，Simufact Forming的環(huán)軋仿真具有高度復(fù)現(xiàn)實(shí)際、高度模板化、高精度計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)結(jié)合疲勞分析和基于Simufact Welding得到的結(jié)果——焊接殘余應(yīng)力，開裂問(wèn)題可以成功重現(xiàn)。為減少焊接殘余應(yīng)力和關(guān)鍵接頭的焊接變形，工程師將焊接順序進(jìn)行了調(diào)整，并將改進(jìn)后的焊接工藝在Simufact Welding中進(jìn)行了分析。最終解決了開裂的問(wèn)題，并將焊接變形減少至可接受的公差范圍。

Simufact.welding軟件可以精確預(yù)測(cè)焊后變形，為工藝參數(shù)設(shè)定提供前期指導(dǎo)。電池包殘余應(yīng)力預(yù)測(cè)模擬焊接過(guò)程的目標(biāo)是控制焊接過(guò)程使應(yīng)力梯度和表面拉應(yīng)力更小，因此載荷循環(huán)結(jié)束后裂紋出現(xiàn)的更少，部件的壽命增加。另外還可以在部件表面出現(xiàn)壓應(yīng)力，有助于改善部件質(zhì)量避免由于拉應(yīng)力造成的腐蝕危險(xiǎn)。采用Simufact有限元仿真軟件，可以通過(guò)優(yōu)化工藝來(lái)減少焊后殘余應(yīng)力。

Simufact Additive變形補(bǔ)償自動(dòng)迭代 變形補(bǔ)償優(yōu)化后的打印仿真結(jié)果制造缺陷預(yù)測(cè)Simufact Additive增材仿真軟件除了對(duì)變形的預(yù)測(cè)和自動(dòng)迭代優(yōu)化，還可以對(duì)增材制造各個(gè)工藝階段的應(yīng)力進(jìn)行仿真分析，并且可以對(duì)增材制造缺陷進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，如打印開裂、收縮線、刮刀碰撞預(yù)測(cè)等。

Simufact.forming軟件可以提前判斷旋壓工藝的可行性及合理性（旋壓件的應(yīng)力應(yīng)變,厚度尺寸變化,旋壓力變化情況）,為旋壓產(chǎn)品的研制提供重要參考。圖1 鋁合金輪轂結(jié)構(gòu)鋁合金輪轂結(jié)構(gòu)如圖1所示，材料為6061鋁合金，直徑為?669mm，高度為278mm。由于鋁合金輪轂尺寸較大，鍛造成形過(guò)程復(fù)雜，采用一次性鍛造成形通常需要較大的成形力且材料填充不飽滿，需要增加一道預(yù)鍛工序。