DEFORM-业内公认的金属体积成形及热处理仿真软件

软件介绍：

DEFORM是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关的各种成形工艺和热处理工艺。二十多年来的工业实践证实了基于有限元法的DEFORM有着卓越的准确性和稳定性，模拟引擎在大流动、行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符，保持着令人叹为观止的精度。 
DEFORM通过在计算机上模拟整个加工过程，帮助工程师和设计人员：

----设计工具和产品工艺流程，减少昂贵的现场试验成本；

----提高工模具设计效率，降低生产和材料成本；

----缩短新产品的研究开发周期；

----DEFORM 不同于一般的有限元程序，是专为金属成形而设计、为工艺设计师量身定做的软件。DEFORM具有非常友好的图形用户界面，可帮助用户方便地进行数据准备和成形分析。这样，工程师们便可把精力主要集中在工艺分析上，而不是去学习烦琐的计算机软件系统。

DEFORM显著特点:

----友好的图形界面；

----高度模块化、集成化的有限元模拟系统；

----有限元网格自动生成器以及网格重分自动触发系统；

----集成金属合金材料库；

----集成多种成形设备模型；

----用户自定义子程序。

----完善的IGES、STL、IDEAS、PATRAN、NASTRAN等CAD和CAE接口，方便用户导入模型；

----提供多达230种材料数据的材料库，几乎包含了所有常用材料的弹性变形数据、塑性变形数据、热能数据、热交换数据、晶体长大数据、材料硬化数据和破坏数据，方便用户计算过程中使用；

----系统集成了在任何必要时能够自行触发自动网格重划生成器，生成优化的网格模型。在精度要求较高的区域，可以划分较细密的网格，从而降低题目的规模，并显著提高计算效率；

----提供三种迭代计算方法：Newton-Raphson、Direct和Explicit，用户可根据不同工况、不同材料性能选择不同计算方法；

----多种控制选项和用户子程序使得用户在定义和分析问题时有很大的灵活性；

----并行求解显著提高求解速度；

----获得金属成形过程中的速度场、静水压力场、应力应变、温度场结果，以分析型材成形中波浪、扭拧、折叠、裂纹等缺陷；

----设计工具和产品工艺流程，减少昂贵的现场试验成本；

----提高工模具设计效率，降低生产和材料成本；

----为用户优化模具结构及工艺参数；

----缩短新产品的研发周期。

DEFORM子模块:

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SYSWELD-从焊接模拟出发的热固冶金耦合分析软件

软件介绍：

SYSWELD是完全实现了机械、热传导和金属冶金的耦合计算的计算机模拟开发系统软件。最初源于核工业领域的焊接工艺模拟，1980年，由法国法码通公司和ESI公司共同开展了SYSWELD的开发工作。随着应用的发展，SYSWELD系统逐渐扩大了其应用范围，并迅速被汽车工业、航空航天、国防和重型工业所采用。

SYSWELD完全实现了机械、热传导和金属冶金的耦合计算，允许考虑晶相转变及同一时间晶相转变潜热和晶相组织对温度的影响。在具体计算中，分两步进行，首先实现温度和晶相组织的计算，然后进行机械力的计算。在机械力计算中，已经充分考虑了第一步计算的结果，如残余应力和应变的影响。
  SYSWELD的电磁模型允许模拟点焊和感应加热，并可实现能量损失和热源加载的计算模拟。SYSWELD扩散与析出模型可实现渗碳、渗氮、碳氮共渗模拟，先计算化学元素的扩散和沉积，然后再考虑对热和机械性能的影响。SYSWELD的氢扩散模型能计算模拟氢的浓度，预测冷裂纹的严重危害。

SYSWELD应用案例介绍：
        

模拟是掌握设计、制造过程并对产品早期服役可能出现问题是最好的解决方法。经过20多年的发展，SYSWELD已成为热处理、焊接和焊接装配过程模拟的领先模拟工具，能够全面考虑材料特性、设计和过程的各种情况。  使用SYSWELD您一定会感觉物有所值，会从SYSWELD的专业和友好的工具组得到受益。工程师利用有限的有限元技术知识就能够控制和优化热处理、焊接和焊接装配过程。与测试并修正的传统方法相比，SYSWELD是降低成本缩短周期的关键解决方案。并且还能够显著减少物理样机，有高的投资回报率。  图示热处理、焊接和焊接装配背后的复杂物理现象。

SYSWELD是快速和可靠的工程模拟工具，以多场分析构架解决热处理、焊接相关问题。

特点及规格

曲轴的六面体网格。分层网格生成器专门用于从表面穿过厚度的热处理分析 

SYSWELD/GEOMESH CAD数据输入/输出：
SYSWELD/GEOMESH提供了建立有限元网格的图形建模功能。导入CAD本体数据，自动清除并准备有限元分析。 

网格划分功能及分组概念 ：
SYSWELD/GEOMESH给工程师提供了产生有限元网格模型的强大算法。Patch independent表面网格及自动体网格划分（六面体，四面体），用于焊接及热处理分析。 
分组概念能够简化并完善对任何现有网格划分工具的接口，数值问题的定义阶段相当简短和容易。

     变形结构上的压应力显示                        曲轴的表面热处理

综合的材料数据库 

SYSWELD的综合材料数据库也是一大特色。有相当复杂并且依赖于温度和相的热、机械和冶金材料属性，包括主要的钢，铝合金和灰口铁 

SYSWELD ADVISORS：按工程方式操作：

顾问技术显著减少热处理、焊接和焊接装配模拟的计算准备时间。SYSWELD提供了一个完全直观的过程驱动方法来通过三种类型的顾问准备模拟： 
    热处理顾问  焊接顾问 装配顾问

        直截了当并从项目定义到开始计算，简化工作流程                   传热系数向导

自动求解器：

SYSWELD求解器提供了焊接及热处理问题自动的解决方案，覆盖了所有相关复杂数学和材料物理特性。依赖于化学单元的温度、相和比例，热和力学属性通过计算得出，包括材料的相变焓，熔化和凝固，大应变，塑性和塑性转变。

图形用户界面：

高效，灵活  作为热处理、焊接和焊接装配顾问的一部分，界面包括工程工具来调整必要的过程参数并使工程流程更加直截了当和简单。

多物理场后处理器： 

多物理场后处理功能提供演变的即时过程信息：

温度场   加热和冷却速率   材料的金属结构   扭曲  应力  材料强化的屈服应力   塑性应变 
    结果分析 
    SYSWELD提供大量用于查看过程结果的技术，包括：

云图显示  等值线和等值面  矢量图   X-Y图   标记图  数值表达  切平面  动画

主要优势：

         

    SYSWELD 模拟经过硬化过程的火车车轮的变形       SYSWELD模拟车轮轮毂连续焊接，由于焊接和工作载荷引起的应力

    利用SYSWELD帮助专业人员： 

    减少尺寸变化 

    降低产品花费及结构重量  控制制造过程  优化产品设计 

    在设计阶段早期将产品的安全性最大化  

    避免部件失效

    突出导致变形和残余应力影响的所有物理影作用

    SYSWELD是焊接和热处理应用最高效的解决方案。 SYSWELD在虚拟工作空间（VTOS） 为数字工厂铺平道路。身处传热、焊接和装配市场中的公司面临降低成本和周期并增加部件质量的巨大压力。这些目标通过专注于制造过程优化和部件改进来达到。为更好响应工业需求，ESI集团对SYSWELD不断进行协作开发，帮助工程师减少样机数量，并向数字工厂方向转变。 STAMPING和WELDING模拟的链接，ESI集团虚拟制造产品价值主链包括PAM-STAMP，集成的冲压解决方案，从模具设计到冲压的验证和优化整个制造链的控制。与SYSWELD连接带来最先进的制造预测技术。 连接SYSWELD和PAM-STAMP 宽板焊接在焊点附近产生材料的变化影响冲压的特性。连接SYSWELD和PAM-STAMP给用户提供诸如屈服应力降低等材料属性变化的关键数据。焊接的残余应力在回弹模拟中需要考虑。

收益 
    耦合宽板焊接/冲压 
    改进产品和工具的设计 
    更准确的过程模拟
    减少工具的修改

连接PAM-STAMP和SYSWELD 
    焊接来自于铝和钢合金冲压部件现今对车身钣件和悬挂系统是决战性任务操作。连接PAM-STAMP和SYSWELD带来对真实厚板厚度、材料变化、变形、残余应力和残余塑性应变的准确估计。
     热处理

热处理对金属产品的制造是必不可少的一个步骤，尤其是汽车和航空航天工业。热处理市场关键的成功因素在于安全过程、部件变形最小并改善耐久性。 
    热处理工程师正在寻找： 

过程更加可行 

变形量最小 
    接触表面高的抗撕裂性 

微结构满足于服役目标 
    残余应力导致的具体分布

SYSWELD回答工程师的问题 
  提供了专门的技术功能用有限元模拟热处理结构。要求高质量的计算结果需要在部件几毫米的厚度上有更细的多层网格。对二维结构，可以使用向导层网格生成器。对三维结构，可以对任意复杂的实体部件使用自动多层六面体网格划分器。因此，SYSWELD显著减少了对部件划分网格的时间，并且还能够给出高质量的有限元模型。

从软件启动到开始计算通常只需要30分钟或更少的时间，包括有限元模型的生成过程。既使是三维变形和残余应力计算时间也不到一天。因此，对基本问题比热处理机和设计师更高效得到答案： 
    所选热处理过程是否可行?  所选钢是否可行?   所选淬火介质是否合适?  对过程容差（process tolerances）过程窗口（process window）是否安全?  部件的硬化何处应当硬化?  在过程是否有危险裂缝的出现?  实际变形是否可以接受?   
是否残余压应力足够高并且分布良好？ 
    热处理产品解决方案尤其适合于热处理加工车间，保证热处理过程在一天内的可行性。 
SYSWELD模拟所有主要热处理过程 
SYSWELD 计算并优化所有热处理过程的基本步骤： 
奥氏体化表面硬化  奥氏体化穿透淬火  奥氏体回火，马氏体等温淬火及回火。
SYSWELD模拟下列过程：
表面硬化：感应 激光 电子束 

穿透淬火：奥氏体淬火  马氏体等温淬火

热化学热处理回火：渗碳剂  渗氮 碳氮共渗

热处理应用  󰂄

使成本、重量和变形最小化 󰂄 防止裂纹、疲劳失效和硬度不足 󰂄 在最早期使产品安全性最大化 󰂄 优化产品设计和制造过程  󰂄 理解加热、冷却、转变和结构特性   󰂄 理解并可视化物理效应对硬化、变形和残余应力的影响：

加热特性  冷却特性  转变特性  结构特性  󰂄

产品和过程相关控制

部件的形状  加热过程及加热介质   冷却过程及冷却介质   回火过程  增加碳的含量 淬火后曲轴的变形，福特授权  󰂄 工程驱动的敏感性分析

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Simufact-全工艺链仿真领域专家

      在当今经济全球化发展趋势下，机械制造领域面临诸多挑战，这其中以产品的质量与价格挑战最为严峻。

      为对加工结果进行预测，全球领域诸多机械制造厂商选择使用CAE仿真软件进行仿真。通过借助Simufact仿真软件，可有效预测工艺是否合乎需求，避免因某些常见设计错误而造成的损失。工艺仿真以CAD数据为基础，通过有限元、有限体积等方式将工艺设计和优化过程转移到计算机虚拟仿真中。这就为企业带来了灵活的创新应变能力，减少工艺设计成本及加工成本。

  有效提高工艺设计效率的虚拟仿真试验

在实际工艺设计中，您是否面临过如下问题：

→测试生产后，能否直接实行批量生产？
→生产过程所使用的工艺是否是最经济的方式？
→工艺人事变动后，累积的知识经验如何传递？
 →新工件的研发周期太长？

在Simufact仿真软件中，您可将实际工艺的生产试验完美的搬运到虚拟仿真中。越为复杂的机加工生产工艺，就越能体现出仿真的有效性。复杂的生产工艺容易出现设计的失误，借助于Simufact仿真软件，您可非常便捷有效的发现设计缺陷，从而节省实际试验带来的成本。总而言之，使用Simufact仿真软件，可有效提高工艺优化的效率、提高目标工件的质量、降低研发及生产过程的成本，更可以更快的交付项目。

金属工艺仿真领域专家

Simufact共有三条产品线，分别是：Simufact Forming、Simufact Welding、Simufact Additive，产品线完全涵盖了：冷成形、热锻、轧制、环轧、钣金成形、机械连接、热处理，以及常见焊接工艺和金属的3D打印工艺仿真。

      作为当代工艺仿真工具，Simufact适用于产品设计部门、科研部门、工艺研发部门等。当工艺设计师或研发工程师借助使用Simufact时，Simufact可帮助他们了解整个工艺的动态过程，工程师也可借助Simufact对工艺进行仿真优化，从而提高生产工件的质量，缩短交付时间，为客户增加应对市场变化的能力。

     Simufact软件模块化的产品线模式也体现出其独到的产品理念：特定的加工工艺，就要有特定的仿真模块预置对应，这样才能有效的提高工程师工作效率，使工艺仿真更具市场竞争力。这也正是为何Simufact努力为不同工艺类型提供不同的模块，而并不是向着通用仿真工具方向发展。

      虽然现在Simufact采取了模块化的优化方式，但用户不用担心其功能问题，软件中保留了科研用户惯用的通用仿真模块，同时软件的接口非常强大，且支持用户自定义子程序的二次开发，为部分特殊用户提供了强大的扩展能力。

使用SIMUFACT FORMING 做成形仿真

      Simufact Forming适用于金属成形工艺仿真。Forming软件包中几乎涵盖了所有的基本成形工艺模块：冷成形、热锻、钣金成形、轧制、开坯锻、以及机械连接等，并且Simufact支持成形过程的微观结构模拟、模具应力仿真、材料热处理进行仿真预测。

使用SIMUFACT WELDING 做焊接仿真

      Simufact Welding通过对热影响区域的微观组织变化进行仿真，可预测焊缝处的机械性能和连接强度。这使得用户可以在仿真中预测到焊接工艺过程中的错误，比如焊接裂纹等，以此有效的预防实际生产过程中的焊接错误。Simufact Welding还可对工装夹紧位置进行优化分析，从而获取实际焊接过程中工装夹紧的合理安装方式。

使用SIMUFACT ADDITIVE 做增材制造仿真

      Simufact Additive是一款功能强大且扩展性优异的金属增材制造仿真软件，支持激光粉末熔覆增材工艺仿真，Additive的目标是让客户案例能够一次即完美成形，因为软件能够有效的对增材过程的变形进行补偿，减小残余应力，从而优化实际工艺的加工参数。总的来讲，Additive的仿真涵盖了工件打印开始→支撑→热处理→整体切割→去支撑的完整增材工艺过程。

将单个工艺链接到整个工艺链

结果传递：由成形→焊接

      通过选择合适的Simufact模块可进行单一工艺过程的仿真，用户同样可以将众多仿真模块进行组合使用，将其他模块下的仿真结果导入到另一个模块下进行继承性仿真，从而对工件的整个工艺链进行承接性仿真。
      以多工位的钣金成形仿真为例。使用Simufact对复杂结构的钣金件进行仿真时，首先可以按照实际工艺路线，先对其进行简单成形仿真，再将仿真结果作为输入进行环轧仿真。依次通过这种方法，可将所有类型的工艺步骤连接起来。此外，还可进行成形之后焊接（Forming与Welding之间也可以进行结果的互通）、成形之后机械连接、成形之后热处理等等。

Simufact软件是为金属加工行业所开发的客制化仿真软件。         Simufact软件产品现已为全球领域的众多客户提供制造工艺领域的仿真优化设计，这其中：Simufact Forming软件用于成形仿真、Simufact Welding软件用于焊接领域仿真、Simufact Additive用于金属的增材制造仿真。