制造工艺仿真
制造工艺仿真
长期以来,航空企业对于工艺的改进主要依靠经验和试验,缺乏一套专业的、有效的方法和手段。

长期以来,航空企业对于工艺的改进主要依靠经验和试验,缺乏一套专业的、有效的方法和手段。随着计算机技术和CAE技术的快速发展,在国际先进的航空企业中工艺仿真逐渐成为控制设计、制造过程并预测产品早期服役可能出现问题的最好解决方法。工件从设计到加工的过程中,单凭经验、依靠反复的实物试验验证的传统的制造方法,已经远远不能满足快速适应市场变化和增强市场竞争力的需要了。实际上,加工工艺仿真好似一个在计算机上完成成型试验、检查产品加工工艺可行性和加工产品质量的数值实验室。从每一次的数值实验中可以获得很多信息,分析后可找出影响产品质量的各项因素,经过逐个修改,反复试算,终可优化出成型产品的优质工艺过程、工艺参数和材料参数。工艺师借助工艺仿真软件完成多次数值仿真实验后,也能积累丰富的技术经验,提高技术水准。 

解决方案

海克斯康公司拥有多个适于各种加工过程仿真的CAE软件,如Marc,Simufact、Digimat等。其中Marc是高级商用非线性有限元软件,具有处理大变形几何非线性,材料非线性和包括接触在内的边界条件非线性以及组合的高度非线性的超强能力;拥有高数值稳定性、高精度和快速收敛的高度非线性问题求解技术; Marc卓越的网格自适应技术,既保证计算精度,同时也使非线性分析的计算效率大大提高;Marc基于区域分解法的并行有限元算法,能够最大限度实现有限元分析过程中的并行化,并行效率可达准线性甚至线性或超线性。Marc可用于各种类型的加工过程仿真,如板材成形、体积成形、吹制、焊接、粉末冶金成形、热处理、数控加工、切削、切割。

Simufact.forming是主要用于金属塑性成形、焊接、机械连接和热处理仿真分析的专业工艺仿真软件。能仿真的主要工艺类型可以分为:冷热镦、冷热锻、冷热挤压、拉拔、开式模锻、闭式模锻、钣金成形(冲压、深冲、压印成形、折弯、翻边、冲裁等)、旋压、碾压、开坯锻(自由锻、芯棒拔长、径向锻造、马杠扩孔等)、板材轧制、线材轧制、型材轧制、管材轧制、立式环轧、卧式环轧、热处理(正火、回火、退火、淬火、感应加热、感应淬火等)、机械连接、摩擦焊、电阻点焊、模具应力分析等。Simufact.forming按照成形工艺分类,分了冷成形、热锻、钣金成形、轧制、环轧、自由锻(开坯锻)、热处理、机械连接、压力焊接、通用,方便用户按照自己的工艺类型选择工艺,软件按照不同的工艺类型推荐了对应的默认参数、求解器设置、求解增量步等,即不需要深入了解有限元的理论,即可使用软件进行分析,更易使用。


Simufact.welding 是一款专业的焊接模拟仿真软件,可以对复杂结构以及装配体的焊接过程进行模拟仿真分析,能够对温度场进行分析预测最高温度以及热影响区,同时能够准确的预测焊接变形及残余应力,帮助用户发现工艺方案的问题并制定恰当的改进策略,以便将变形程度与残余应力降低到最小,从而达到指导焊接工艺优化设计的目标。Simufact.welding能够根据真实的工装几何形状的运用,协助探索最优的工装设计;与此同时也将夹紧力纳入了考察范围。通过运用Simufact.welding,可以分析对比不同焊接顺序以及其他焊接工艺的对焊接质量的影响,最终确定优质的焊接顺序等工艺参数。Simufact.welding可以协助用户实现工艺优化设计的功能,具备工艺快速复制功能,复制后工艺人员可以根据实际的工艺方案进行工艺的修改,包括:工装夹具、焊接顺序、焊接参数等。提交计算后可以在同一个界面进行不同工艺方案的结果的对比,有助于工艺人员选择合适的工艺条件并选择优化的工艺参数,快速工艺复制功能大大的节约了工程师的建模时间。

Digimat是专注于多尺度复合材料非线性材料本构模型预测和材料建模的商用软件包,能模拟/预测复合材料结构固化翘曲变形规律;能够建立多尺度固化动力学模型;能够考虑制造工艺参数(铺层方向分布等)对结构固化的影响;能够基于固化动力学模型预测复合材料部件固化回弹。

海克斯康的制造工艺仿真方案已在国际、国内得到广泛的应用,成为全球著名公司开发新产品、设计新加工工艺不可或缺的必备工具。 


优势亮点
01     功能强、覆盖的工艺类型广泛,适用的领域多,几乎能应用到所有的航空、航发企业
02    界面友好,前后处理在同一个界面,无需来回切换软件窗口,具备中文界面、英文界面等多个语言界面;功能菜单有中文注释,便于理解和使用功能菜单
03     具备Windows风格界面,贴合实际工艺思路,采用拖拽方式建模,操作简单,可自动拖拽替换或增加缺省设置参数,修改简单
04    可快速创建多个不同方案,避免重复建模工作,具有从结果复制功能,可直接传递前序工位结果,可以批量添加多个组件、多个工装夹具、多个焊枪,即可批量创建类似功能参数;
05     强大的非线性求解器,基于世界上强大的、被广泛认可的非线性求解器开发,提供了直接和迭代求解器,具有极好的求解收敛性和稳定性
06     提供了两种方式的高性能计算求解技术:DDM和SMP,针对大规模模型可以充分利用高性能计算硬件进行快速准确的求解
07     提供有限元法(FEM)和有限体积法(FVM)两种分析算法,具备快速,稳健和高效的求解能力,可以最大化的满足客户对不同成型工艺的分析需求,并可以方便地进行复杂成型过程中所采用的两个求解器间的切换和数据共享
08     软件在计算机上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
09     材料本构模型齐全,软件提供了各种材料模型,包括弹塑性、刚塑性、粘塑性、损伤、成型极限等,提供的经过优化的有限元求解器完全支持弹塑性耦合分析,可以提供与其他软件采用的刚塑性或粘塑性模型相同的计算效率
10     复合材料部件固化仿真软件提供不同尺度耦合求解方式,涵盖:微观、混合和宏观。其中微观求解在每个迭代步内交互式计算复合材料性能;混合求解预计算宏观等效性能并在随后的迭代步内折减;宏观求解预求解宏观等效性能并在随后的计算中继续使用(不折减)
11     复合料部件固化仿真软件提供铺贴工艺分析接口,便于结构固化分析中引入铺贴工艺分布的印象
12     强大的结果后处理功能,具备全面的分析结果类型展示,可以以变形图、云图、X-Y图、曲线、数值表达、矢量图、切平面、动画等方式显示结果;结果类型包括:温度、变形、残余应力、相变、材料流动、硬度、应变、接触区域、热流密度、温度梯度、厚度变化、直径变化等的结果;结果的显示可以基于全局坐标系或自定义的局部坐标系,显示局部坐标系转换结果;支持用户自定义公式、逻辑语句分析结果,帮助用户快速分析
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