simufact锻造及热处理解决方案

Simufact锻造及热处理解决方案书中仿新联（北京）科技有限公司

2010年8月6日

目录

1背景 (3)

2软件介绍 (3)

2.1适用领域 (3)

2.2产品特色 (4)

3锻造仿真应用 (7)

4热处理仿真应用 (10)

1背景

航空航天、汽车、船舶等行业许多重要的零部件都通过锻造加工生产出来。传统锻造工艺和模具设计通常借助于反复的实物试验，周期长、成本高，而产品性能并不一定最佳。相反，锻造过程的数值仿真技术的应用越来越显示其优越性。

锻件锻完后、一般需要经过热处理，如：感应淬火、退火、正火等工艺，使零件达到使用性能。因而，热处理工艺装备的设计和热处理工艺参数不仅影响工件处理后的质量，也影响到热处理设备的使用寿命和使用效率。传统的热处理工艺装备和工艺参数设计大多依靠经验数据，工量量大、周期长、效率低、费用高、缺少科学性和预见性。随着计算机技术在热处理领域当中的广泛应用，对过程进行计算机模拟，可减少实验次数，提高效率，优化配置资源，使热处理工艺装备和工艺参数的设计由经验型向科学计算型转变，提高了热处理工艺装备设计的科学性和精确性。

2软件介绍

Simufact.forming是MSC.SuperForm和MSC.SuperForge的升级版本，由德国Simufact公司和美国MSC.Software公司达成协议，基于MSC.Superform和MSC.SuperForge的基础上开发的独立软件。Simufact 软件采用纯Windows风格的图形交互界面，操作简单、方便。求解器将全球领先的非线性有限元求解器和瞬态动力学求解器融合在一起，提供有限元法（FEM）和有限体积法（FVM）两种建模求解方法，具备快速、强健和高效的求解能力。Simufact软件可以在计算机再现复杂的工艺制造过程，不仅满足一线工程师的仿真需求，同时也可满足专家在仿真灵活性和扩展性方面的需求。

2.1适用领域

l金属材料加工工艺仿真

辊锻、楔横轧、孔型斜轧、环件轧制、摆碾、径向锻造、开坯锻、剪切/强力旋压、挤压、镦锻、自由锻、温锻、锤锻、多向模锻、板管的液压胀形等工艺均可在Simufact软件上进行仿真

l模具应力仿真

过盈配合模具热压分析、耦合/非耦合模具应力分析、自动计算模具变形、模具变形分析、预应力模具分析

l热处理工艺仿真

正火、退火、淬火、回火、时效、感应加热、热变形等模拟分析

l微观组织演变仿真

热处理过程中材料的相变和微观组织演变、材料加工过程中微观组织转变、动态再结晶组分、静态再结晶组分、整体结晶组分、动态再结晶晶粒尺寸、静态再结晶晶粒尺寸、平均晶粒尺寸、残余应变等模拟分析

l焊接工艺仿真

电弧焊、钎焊、激光焊、电子束焊、多道焊等均可进行模拟分析

l机械加工

切削、冲孔、切边等

2.2产品特色

l界面直观易用

极易使用的标准Windows风格界面，采用专业化语言，便于专业人士使用。采用鼠标拖拽快速建模，集成2D和3D模拟，集成数据库系统，分析自动化程度高，用户不需要输入很多的计算控制参数，高效的后处理界面。工艺工程师和研发工程师均可用。如需进行科学研究，可采用MSC.Mentat界面。

l模拟精度高

集成世界著名的非线性MSC.Marc有限元求解器和显式MSC.Dytran有限体积求解器。且两种求解器可随时按需转换使用。扬长避短，能够解决各种复杂的非线性问题，且具有极高计算精度。

l CAD软件接口

IGES、STEP、Pro/E、CATIA v5、VATIA v4、UG、Solidworks、Inventor、VDAFS、ACIS、Parasolid、CADDS 等格式文件可直接导入Simufact软件中，无需转换为中间格式。

l丰富的单元库

三角形单元、四边形单元、四面体单元、壳单元、六面体单元等。

l先进的网格划分和自适应技术

Simufact提供功能齐全、性能卓越的自动网格生成技术，可以自动对几何形状划分面网格或体网格。具有专门的六面体网格生成器。Simufact不但支持二维三角形和四边形网格的自动重化分，还支持三维

四面体网格的自动重化分。对于高级用户可以设定控制单元重划分准则，及重划网格的目标单元尺度后，程序自动地控制何时划分、怎样划分。

l强大的二次开发功能

Simufact软件提供了300多个特定功能的开放程序公共块和100多个用户子程序接口。用户可以不受限制的调用这些程序模块完成许多重要的仿真。用户子程序接口覆盖了Simufact有限元分析的所有环节。采用通用有限元程序开发语言Fortran进行开发，资料众多，易于学习开发。

l传热过程分析

Simufact软件具有功能强大的一维、二维、三维稳态/瞬态热传导分析能力；能够描述各向同性、各向异性、或正交各向异性的热物理参数。Simufact软件提供四种热分析边界条件：温度、热流强度、表面对流、表面辐射。对于强迫对流传热分析，还可以定义速度场。

l灵活的机构运动模块

Simufact软件中除集成常用设备外，还有环轧设备库、开坯锻设备库等运动方式复杂的设备库，用户还可以通过表格自定义工模具的运动方式，可以实现复杂的运动方式定义。

l局部坐标系极易定义主动/被动旋转

Simufact软件采用局部坐标系，通过鼠标点击便可轻松定义工模具的自转和公转。且旋转和平动可以分开定义，支持速度控制和随动转动等。运动方式及边界条件在GUI中均可视。Simufact采用创新的技术，极大地方便了用户进行旋压、轧制、环轧、摆碾等旋转加工工艺模拟。

l极为灵活的开坯锻仿真模块

Simufact软集成灵活易用的开坯锻和径向锻造仿真模块，支持多个传热过程、多种开坯形状，通过表格控制坯料的自动旋转、机械手进给、锤头打击等，通过改变机械手可以实现前后锻造和单向锻造等多种开坯锻工艺。径向锻造支持水压式和拔叉气动式。机械手形状、机械手对数、锤头形状、坯料形状等几何形状由用户通过CAD系统导入，灵活性极强。

l集成数据库

Simufact提供极其丰富的材料库及材料模型，主要的材料模型有：线弹性材料模型、非线性弹性材料模型、理想塑形、弹塑性、超塑性、粘塑性、刚塑性等材料模型。材料数据库中涵盖：钢铁、铝合金、高温合金、钛合金等常用材料近300种。Simufact还提供摩擦和设备数据库，极大的方便了用户的建模仿真工作。Simufact公司同时提供包含TTT曲线及微观组织演变数据的扩展材料数据库，利用这些数据，我们可以进行相变、微观组织演变、再结晶等组织模拟。