Высококачественное моделирование в Simufact Forming базируется на использовании решателей лидирующих программных пакетов компании MSC Software: Marc (конечно-элементный решатель) и Dytran (конечно-объемный решатель). Оба пакета постоянно совершенствуются, и новые возможности решателей интегрируются в новые версии Simufact. Комплексные технологии виртуального моделирования и инженерного анализа компании MSC Software дают возможность с высокой точностью представить физику сложных нелинейных процессов обработки металлов давлением.

Модульная концепция Simufact Forming позволяет задействовать именно тот функционал, который необходим для решения стоящих перед пользователями задач.

Модульная концепция

В своем составе Simufact Forming имеет ядро (Forming Hub), включающее базовый функционал, необходимый для моделирования основных технологических процессов (графический интерфейс пользователя, решатель, база материалов, средства построения конечно-элементной сетки и др.). Традиционно это ядро поставляется с элементами интерфейса, ориентированными на подготовку расчетных моделей процессов холодной и горячей штамповки.

Модули приложений

Simufact Forming Cold Forming используется для моделирования процессов объемной штамповки металлов, находящихся ниже температуры рекристаллизации. Применение этого модуля позволяет избежать типичных производственных дефектов, таких как складкообразование на заготовке. Simufact Forming Cold Forming позволяет учесть все соответствующие граничные условия, включая подпружиненные инструменты. Для реалистичного моделирования холодной штамповки существенным является точное вычисление сил, возникающих в этом процессе, принимая во внимание эффекты обратного пружинения и законы упруго-пластичного поведения материала.

Simufact Forming Hot Forging используется для моделирования процессов объемной штамповки металлов, находящихся выше температуры рекристаллизации. Уникальность подхода (используются два метода — метод конечных элементов и метод конечных объемов) позволяет реалистично рассчитать типичные для металлов дефекты, такие как складкообразование, неполное заполнение, образование разрывов внутри изделия и другие. Возможность задания разнообразных кинематических условий, локальных систем координат, различных упругих связей позволяет рассмотреть и точно описать все особенности используемого оборудования — например такие, как упругие свойства и наклон пресса.

Радиальная ковка вала

Simufact Forming Sheet Metal Forming предназначен для моделирования процессов листовой штамповки, включая штамповку толстых листовых заготовок и полых цилиндров с умеренным изменением толщины стенки. Одной из ключевых особенностей является использование специальной технологии генерации конечно-элементной сетки для эффективного моделирования толстых листовых изделий, таких как детали автомобиля и др. Это достигается с помощью специального конечно-элементного сеточного генератора для листовых заготовок, разбивающего геометрию на шестигранные HEX-элементы. Данный подход обеспечивает высокую точность, особенно при изменении толщины заготовки, внутренних и внешних радиусов, а также при учете обратного пружинения.

Simufact Forming Rolling позволяет легко создавать модели различного вида с вращающимися инструментами. Вне зависимости от температуры прокатываемой заготовки можно моделировать как листовую, так и объемную прокатку. Заготовка может двигаться поступательно или вращательно. Количество валков не ограничено. Можно включать любой тип кинематики, характерной для процесса прокатки; нажимные валки (холостые) и силовые валки. Этот модуль может быть использован, среди прочего, для плоской и профильной прокатки, поперечной прокатки, ротационного выдавливания, а также вальцевания.

Радиальная раскатка кольца

Simufact Forming Ring Rolling предназначен для моделирования холодной и горячей кольцевой прокатки — как осевой, так и радиальной. Специальное кинематическое управляющее устройство обеспечивает общую стратегию управления для направляющих валков, осевых валков, исходя из изменения параметров кольца в процессе прокатки. Это позволяет точно моделировать процессы кольцевой прокатки для машин от различных поставщиков. Модуль включает специальный генератор конечно-элементных сеток для колец, что обеспечивает высокую точность, одновременно снижая вычислительные затраты.

Simufact Forming Open Die Forging — специальный модуль для моделирования любых видов свободной ковки — например таких, как обжатие и радиальная ковка. Специальный блок управления кинематикой позволяет определить произвольные стратегии ковки, следующие заданным последовательностям процесса. Для кузнечных штампов формируются графики прохода и кинематики, которые контролируются изменениями геометрических параметров заготовки в процессе ковки. Поддерживаются любой вид инструментов, движений заготовки и разные типы манипуляторов.

Simufact Forming Heat Treatment служит для моделирования процессов термообработки с учетом фазовых превращений и прогнозирования свойств материалов. Модуль позволяет учесть все фазы процесса термообработки — нагрев, выдержку, закалку, также как и направленное охлаждение. Для правильного выбора материала пользователь может обращаться базе данных по материалам. Достоверность этих данных является ключевым моментом для реалистичного моделирования термообработки.

Simufact Forming Mechanical Joining служит для моделирования процесса механического соединения деталей — такого, например, как скрепление скобками, установка глухих, ударных и самопроникающих заклепок. Программный модуль позволяет просчитать процесс образования соединения и вычислить характерные параметры для различных наборов соединений, такие как толщина материала, его свойства, смазка, свойства пресса и т.д. Можно исследовать поведение соединений под нагрузкой (например, провести испытание на поперечное растяжение), а также исследовать клеевое соединение между компонентами. Кроме того, поддерживаются расчеты в трехмерной постановке для многоточечных соединений.

Моделирование соединения деталей с помощью самопроникающей заклепки

Дополнительные модули

Simufact Forming Analysis включает модули для оценки состояния оснастки и оценки микроструктуры образца.

• Simufact Forming Die Analysis — модуль для оценки состояния оснастки. Позволяет рассчитать поля напряжений, что дает детальную информацию о внутренних усилиях, возникающих в элементах оснастки. Расчет можно сделать для оснастки любой сложности. Можно проводить анализ преднапряженных штампов и разного рода инструментальных подкреплений с неограниченным числом компонентов. Можно оценить вероятность разрушения компонентов оснастки и альтернативные варианты ее исполнения. Поддерживаются как связанный, так и не связанный виды анализа оснастки.
• Simufact Forming Microstructure Matilda — специальный модуль для оценки микроструктуры стали и сплавов на основе никеля (например, динамическая и статическая рекристаллизация, вычисление размера зерна). В модуле реализована технология, используемая в программе Matilda компании GMS Bernau (Германия).

Simufact Forming Customizing обеспечивает набор инструментов для разработки произвольной кинематики и управления.

• Simufact Forming Kinematics рекомендуется использовать для удобного моделирования самых разнообразных последовательностей движений машин и инструментов. Обычно этот модуль настраивается под требования заказчика в отдельном проекте.
• Simufact Forming CAD Interfaces позволяет импортировать геометрию в формате той или иной CAD-системы. Доступны интерфейсы для наиболее распространенных CAD-систем и форматов, таких как STEP, VDA, DXF, ACIS, Parasolid, CATIA V4, CATIA V5, PRO/E, Unigraphics, SOLIDWORKS и Inventor.
• Simufact Material Data JMatPro предоставляет возможность получения от компании JMatPro Software сервиса по расчету свойств материалов. Проводится расчет свойств никелевых, титановых и медных сплавов, нержавеющих сталей и сталей общего применения. По заказу возможно добавление и других типов (например, алюминиевых сплавов).

Простое и интуитивно понятное программное обеспечение

Комплекс Simufact Forming ориентирован на специалистов технологических отделов — например, разработчиков инструментов или инженеров по разработке производственных процессов. Эти пользователи, как правило, не должны иметь дело с математическими теориями и могут не быть экспертами в области компьютерного моделирования.

Графический интерфейс пользователя Simufact Forming легок и прост в освоении, что позволяет сократить срок обучения. Пользователь может сосредоточиться на самом процессе формования детали вместо того чтобы преодолевать трудности настройки программного обеспечения. Все стандартные процессы формовки могут быть легко промоделированы за несколько щелчков мыши. Однако Simufact Forming не ограничен работой с пользователями, имеющими только начальную подготовку. Опытные пользователи могут работать с расширенным функционалом пакета, что позволяет моделировать процессы любой сложности.

Основные характеристики графического интерфейса

• Простой и интуитивно понятный графический интерфейс пользователя в стиле Windows (с технологией drag&drop).
• Все возможности моделирования доступны в единой среде (2D- и 3D-представление, подготовка модели, расчет и обработка результатов).
• Легкий и простой в освоении пакет.
• Используется терминология специалистов технологических отделов.
• Технология работы с шаблонами.

Технология AFS

Начиная с версии 12, в Simufact Forming внедрена технология AFS (Application Function Sets — установка функций для приложения). После запуска программного обеспечения пользователь указывает, какой конкретный техпроцесс он будет моделировать. В зависимости от выбора будут проводиться соответствующие настройки: назначен решатель, определен тип конечно-элементной сетки и технология для ее построения, определены кинематические параметры, соответствующие процессу, и выбраны дополнительные настройки.

Активируются функции, ориентированные на соответствующий технологический процесс, а функции, не имеющие отношения к данному процессу, скрываются. Как результат, технология AFS существенно повышает удобство работы с программой. Оптимизированный и упрощенный интерфейс позволяет формировать задачу легче, быстрее и эффективнее.

Любой технологический процесс, не входящий в список предлагаемых типов, можно смоделировать, используя приложение General. Работа с этим модулем рекомендуется только для опытных пользователей.