simufact钣金成形仿真

2016年增刊1

冷加工

基于Simufact的

多维弯杆折弯工艺仿真

株洲时代新材料科技股份有限公司（湖南株洲 412007）黄小青卜继玲王小臣王京雁

贺哲丰

【摘要】本文运用金属成形工艺仿真软件Simufact计算多维弯杆折弯工艺，计算结果与试制结果高度吻合，验证了模型的准确性。通过仿真计算分析杆端偏转原因并提出相关改进方案，运用仿真分析验证方案的可行性。计算结果表明，新方案可有效解决多维弯杆杆端偏转问题。

关键词：折弯工艺；数值模拟；偏转

1. 概述

空气弹簧的应用大大改善了火车车辆的垂向振

动性能，但降低了车体的侧滚角刚度。为提高车辆

的抗侧滚性能，抗侧滚扭杆装置被广泛应用。抗

侧滚扭杆分为直扭杆和弯扭杆两种形式，分别如图

1a、图1b所示。其中弯扭杆结构简单，安装简便，

因此，越来越多的直扭杆结构将会被弯扭杆结构代

替。

连续多次折弯成形。多维弯杆的成形工艺难度较

大，产品试制合格率较低，具体表现在以下几个方

面：①两次折弯过程是连续进行的，中间没有再加

热过程，而实际中加热炉的加热长度是有限的，加

热位置偏差可能会导致弯曲部位温度过低，增加设

备负荷，甚至导致杆件直接报废。②成形后弯杆

的残余应力以及回弹对弯杆的性能产生较大的影

响，实际生产中需要多次调整工艺参数，避免杆件

产生过大的残余应力以及回弹变形。③连续两次折

弯过程，产品的成形精度控制难度较大。如图3所

示，株洲时代新材料科技股份有限公司（以下简称

随着转向架结构越来越复杂，抗侧滚扭杆的安

装空间限制也越来越多。为避免干涉，多维弯杆结

构被提出，如图2所示，该类型弯杆可完美适配对

S i m u f a c t .f o r m i n g 10.0

simufact.forming 10.0

u

总览u

改进前处理功能u 新功能菜单u 更加灵活的定义u

改进后处理功能u

改进并行计算能力u

改进模具应力分析功能u

改进钣金成形模块u

改进机构运动模块u 环轧设备运动u 开坯锻设备运动u

改进网格划分功能u

GP-GUI 界面u 帮助

u 改进实例分析

u 新用户帮助手册

S i m u f a c t .f o r m i n g 10.0总览

S i m u f a c t .f o r m i n g 10.0General remarks

u Simufact.forming 10.0 基于

§

MSC 软件Marc2010和Dytran2010 §Windows 界面支持更多功能

§GP-GUI 基于Mentat2010

§

CAD 导入基于CADfix-Version 8.0 ServicePack 1支持最新的CAD 软件版本

§

全新的图形界面§

新的安装和文件结构§Windows 32bit and 64bit (XP , Windows 7)

Linux64 (no Forming-GUI)

S i m u f a c t .f o r m i n g 10.0Installation

u 所有的设定都储存在一个INI 文件

~USER/ AppData\Roaming\Simufact /simufact.forming_10.0.ini ØWill allow to copy the installation to other computer

Simufact.forming

钣金冲压及焊接一体化仿真整体解决方案

西模发特信息科技（上海）有限公司

2014年1月27日

目录

一、钣金冲压及焊接一体化仿真软件购买的必要性 (3)

二、钣金冲压及焊接一体化仿真软件的组成部分和技术要求 (6)

2.1、钣金冲压及焊接一体化仿真软件的主要组成部分 (6)

2.2、钣金冲压及焊接一体化仿真软件的主要技术要求 (7)

三、Simufact材料加工一体化仿真软件整体解决方案 (9)

3.1 德国SIMUFACT ENGINEERING公司介绍 (9)

3.2 Simufact材料加工一体化仿真软件介绍 (10)

3.3 simufact软件工作原理 (12)

3.4 simufact国内客户成功案例 (12)

3.4.1钣金成形案例 (12)

3.4.2旋压案例......................................................................... 错误！未定义书签。

3.4.3热处理案例..................................................................... 错误！未定义书签。

3.4.4焊接案例 (13)

3.5 simufact软件推荐配置 ............................................................. 错误！未定义书签。

3.6 simufact硬件参考配置 (17)

3.7售后服务能力介绍 (17)

simufact案例教程中文版

1.创建一个新的工艺仿真

通过开始菜单或桌面快捷方式打开simufact.forming软件。在软件界面点击File下拉菜单中的New Proiect，或者通过快捷键Ctrl+N来创建一个新的工艺仿真simufact.forming 9.0

Mev Toals Help Ctrl+-N New Preiect Ctrl+0

Open Project..Open Example..

1 C:\Programmel...\）CH-01.sfp Exit或者通过点击新建图标来创建一个新的工艺仿真

simufact.forming 9.0

FileViewToolsHelp口可口公市西

点击后会弹出如下 Process Properties 对话框：

Process propertiee Twpe Forgine BualkForming Ha

cald Upsetting CloseDie Simulation Haminet G3？2 Forward Extrusion Backward Extrusion Suggested solver Gear Formine广F Dpen Die RendngRoling Ring Roling SheetForming with Volume Elements with Sohd Shel Elemenis Dies（press driven] Heattreatment Quantity Name prefix Coolng

|UpperDie Heating Miscellaneous Diestress/Reinforcemen Dies Tnimromne Name prefix QuantityLowerDie

simufact forming热处理

热处理是一种通过加热和冷却金属材料来改变其物理性质的工艺。它可以改善材料的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性，同时提高材料的可加工性和耐用性。在制造业中，热处理技术被广泛应用于各种行业，如汽车制造、航空航天、能源等。本文将重点介绍一个专业的热处理仿真软件——Simufact Forming。

Simufact Forming是一款专为金属成形工艺而设计的仿真软件。它利用有限元方法，在计算机中模拟金属材料在热处理过程中的力学行为。通过Simufact Forming，用户可以预测和优化热处理过程，以达到所需的材料性能。下面，我们将逐步回答关于Simufact Forming热处理的问题。

第一步：软件安装和设置

在使用Simufact Forming之前，用户需要先安装软件并进行相关设置。安装过程通常很简单，用户只需按照安装向导的指示执行即可。设置方面，用户可根据自己的需求进行定制，如选择材料类型、确定热处理参数等。

第二步：几何建模

在进行任何仿真分析之前，我们需要先对所研究的材料进行几何建模。Simufact Forming提供了多种几何建模工具，包括基本几何体创建、实体建模和导入CAD文件等。用户可根据实际情况选择最适合的建模方法，以保证仿真结果的准确性和可靠性。

第三步：网格划分

网格划分是有限元仿真中非常重要的一步。通过将材料划分为许多小的单元，Simufact Forming可以更好地模拟材料的本质行为。在网格划分过程中，用户既需要考虑模型的复杂程度，又需要平衡仿真精度和计算效率的关系。通过合理调整网格密度和质量，用户可以得到准确而高效的仿真结果。

simufact forming热处理优点-回复simufact forming是一种先进的热处理技术，它在金属成形过程中具有许多独特的优点。在本文中，我们将一步一步回答simufact forming热处理的优点，并深入探讨其对生产过程的影响。

第一步：为什么选择simufact forming热处理技术？

simufact forming热处理技术具有多种优点。首先，它能够通过改变材料的结构和性能来满足特定的要求。热处理可以改善金属的机械性能，如硬度、强度和塑性，从而提高材料的使用寿命和可靠性。

其次，simufact forming热处理技术可以提高产品的形状复杂性和尺寸精度。通过加热和冷却工序，金属材料可以更容易地塑形成复杂的几何形状，并且在成形过程中更容易控制尺寸偏差。

此外，simufact forming热处理技术对于改善材料的表面质量也非常有效。它可以去除材料的瑕疵和氧化层，从而产生更加光滑和均匀的表面。这对于提高产品的外观和功能非常重要。

最后，simufact forming热处理技术还可以提高金属材料的耐腐蚀性能。通过控制热处理的参数，如温度和时间，可以改善材料的化学稳定性，使其更耐腐蚀，从而延长产品的使用寿命。

第二步：simufact forming热处理技术的应用领域

simufact forming热处理技术在各个行业中都有广泛的应用。例如，在汽车制造业中，它被用于生产引擎零件、底盘组件和车身结构。热处理可以提高金属的强度和刚度，从而提高汽车的安全性能和耐久性。此外，通过热处理可以改变金属的弹性模量和热膨胀系数，从而提高发动机的燃烧效率和传热性能。

Solidworks 钣金件折弯过程动画模拟通过折弯动画可以模拟不同折弯顺序

根据图纸转化得到钣金件展开长度以及折弯线

1、根据得到的展开图，通过基体-法兰命令建立实体件，如图1、2

图1

图2

2、根据折弯顺序依次在钣金件中画出折弯线（后续动画模拟折弯顺序是根据所画折弯线的顺序进行折弯，所画折弯线顺序不同，折弯顺序不同）

以第一条折弯线为例：

（1）根据折弯方向以及折弯线位置绘制草图，如图3

（2）点击“绘制的折弯”命令，选择固定面，折弯半径以及折弯系数，其中折弯角度选项，填1°点击确定。如图4

其余折弯线绘制与第一条相同，其中主要注意的方面就是折弯角度为大于0°就可以，一般可以选择1°，如图5。

图3

图4

图5

3、点击“工具—宏—新建”如图6、7；然后再新建程序命令框中输入命令即可（具体命令见最后）。如图8

4、最后点击运行命令，将窗口转到solidworks中即可。

图6

图7

图8

具体命令：

Dim swApp As Object

Sub main()

Set swApp = CreateObject("SldWorks.Application")

Set part = swApp.ActiveDoc

For I = 1 To 90Step 4

part.Parameter("D4@草图折弯1").SystemValue = I * 3.14 / 180

part.EditRebuild

part.GraphicsRedraw2

Next I

For J = 1 To 90Step 4

part.Parameter("D4@草图折弯2").SystemValue = J * 3.14 / 180

simufact.forming9.0

—实例分析教程

锻造

段小亮2010年1月北京

e-mail：simuate@

1. 创建一个新的工艺仿真

通过开始菜单或桌面快捷方式打开simufact.forming软件。在软件界面点击File下拉菜单中的New Project，或者通过快捷键Ctrl+N来创建一个新的工艺仿真。

或者通过点击新建图标来创建一个新的工艺仿真。

点击后会弹出如下Process Properties对话框：

这里可以设置仿真相关参数：锻造类型（热/冷）、仿真类型（2D/3D）、和求解器（有限元/有限体积）。当选择完工艺类型后，系统将自动定义相关参数。下面可以选择模具数量。

操作步骤：

左侧选择工艺类型为Open Die（开式模锻），修改锻造类型为Hot

保留缺省设置（3D和FV）

点击ok确认

2. 仿真建模

确认后，你可以看到simufact.forming软件已经自动设置好了仿真所需要的相关参数。在左侧可以看到仿真所需要的进程树，右侧为预览窗口。鼠标左键缓慢双击要修改名称的进程树，或者通过右键单击选择Rename可以修改名称。

3 导入几何模型

导入模具和坯料的几何模型有两种方式：

1、在菜单栏点击Insert —Model —Form file/CAD import

2、下图所示第二个空白区（备品区）点击鼠标右键Model —Form file/CAD

import

解释：

Form file：一般导入通用有限元格式，如STL、BDF、DA T、ARC、T16、WRL 和DXF。

CAD import：可以直接打开proe、catia、ug、SolidWorks等默认格式文件，无需转换。

ansys forming在钣金冲压仿真中的应用

ANSYS Forming在钣金冲压仿真中的应用主要包括以下几个

方面：

1. 制定成形工艺：使用ANSYS Forming可以对钣金件的成形

过程进行模拟，通过对材料流动、应力分布等参数的分析，可以确定最佳的成形工艺，包括模具的设计和工艺参数的优化。

2. 分析加工变形：利用ANSYS Forming可以分析材料在冲压

过程中的加工变形情况，包括变形程度、变形分布和变形形状等，通过对变形情况的分析，可以优化材料的选用和加工工艺，提高产品的质量和性能。

3. 预测裂纹和变形缺陷：通过ANSYS Forming可以预测材料

在冲压过程中可能出现的裂纹和变形缺陷，包括皱纹、缩颈和局部过度拉伸等，通过对问题区域进行改进和优化，可以预防和解决产生裂纹和变形缺陷的问题。

4. 评估成形工具：ANSYS Forming可以对成形工具进行分析

和评估，包括模具的结构强度、应力分布和变形情况等，通过对工具的优化和改进，可以提高工具的使用寿命和成形效率。

5. 优化工艺参数：利用ANSYS Forming可以对冲压过程中的

工艺参数进行优化，包括输送速度、冲压力、温度等，通过对参数的优化，可以减少材料的变形和损伤，提高产品的成形精度和生产效率。

综上所述，ANSYS Forming在钣金冲压仿真中具有广泛的应用，可以帮助企业优化工艺流程，提高产品质量，降低生产成本。

锻造仿真软件simufact.forming公司介绍

先进和便捷的⾦属成形仿真系统 ——simufact

Simufact软件介绍内容

u

simufact发展历程

u⾦属塑性成形模拟技术 u u

simufact功能介绍软件应⽤实例

⼀、产品发展历程

Simufact Engineering Gmbh

u u u u u u u

simufact是世界知名的CAE公司，总部位于德国成⽴于1995年，软件开发团队不断发展与壮⼤ 1995年成为MSC和MARC公司的商业合作伙伴致⼒于⾦属成形和制造⼯艺仿真不断加强与⼤学和⾏业组织的合作⽬前已成为四个国际⾦属加⼯协会的会员超过10年的软件开发、销售、培训以及客户⽀持经验

Balve Marburg Fulda

Hamburg

Kassel

Simufact 发展历程

Release nubering:

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

1996

MARC/ Autoforge 1.2

1998 1999 2000 2001 2002 2003

MSC.SuperForm 2002 MSC.SuperForm 2003 MSC.SuperForm 2004

2005 2006 2007

simufact.forming Release 8.0

MARC/ Autoforge 2.2 MSC/ Autoforge 2.3 MSC/ Autoforge 3.1

MSC.Manufacturing 2005

Superforge x.y Superforge u.v

MSC.SuperForge 2004 MSC.SuperForge 2003

Simufact产品介绍

——功能最强、适用最广的金属成形工艺仿真工具

1 简介

Simufact是世界领先的金属成形工艺仿真软件，它是基于MSC.Superform和MSC.SuperForge的基础上开发的成功的独立软件。Simufact主要应用于：模锻、辊锻、旋压、环轧、摆辗、楔横轧、穿孔斜轧、开坯锻、挤压等体积成形工艺，板材冲压、液压、热成形、轧制及管材弯曲、径向锻造、轧制以及材料在加工过程中的微观组织、相变热处理仿真分析。Simufact可以有效地帮助用户节省新产品研发成本和时间及优化成形工艺参数。

2 功能特征

纯Windows 风格的图形交互界面，GUI 界面，基于特征化、参数化建模，采用全自动网格自适应技术，用户不需要额外掌握单元划分技术，用户非常容易掌握，使金属成形过程建模、仿真、评定和结果动画处理等一系列过程尤其简单。

用户使用工业标准格式，例如STL 格式可以从各种CAD 系统导入几何模型，包括CATIA 、Pro/E 、UG、Solidworks 、SolidEdge 和AutoCAD 等。

Simufact求解器将全球领先的marc非线性有限元求解器和dytran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。

Simufact软件拥有材料数据库和加工设备数据库，数据库为开放式结构，用户可以对数据库进行修改和扩展。设备数据库中包含锻锤、曲柄压力机、螺旋压力机、液压机、机械压力机和辊锻机的参数，用户也可自定义工模具的运动方式。系统提供多种材料的材料数据库，包括：钢材、工模具钢、铜、铝等有色金属、钛合金和锆基合金等。用户可将描

Simufact.forming

钣金成形仿真解决方案

西模发特信息科技（上海）有限公司

2014年9月15日

目录

一、钣金成形仿真软件购买的必要性 (3)

二、钣金成形仿真软件的组成部分和技术要求 (8)

2.1、钣金成形仿真软件的主要组成部分 (8)

2.2、钣金成形仿真软件的主要技术要求 (9)

三、Simufact材料加工一体化仿真软件整体解决方案 (10)

3.1 德国SIMUFACT ENGINEERING公司介绍 (10)

3.2 Simufact材料加工一体化仿真软件介绍 (10)

3.3 simufact软件工作原理 (12)

3.4 simufact国客户成功案例 (12)

3.4.1钣金成形案例 (12)

3.5 simufact硬件参考配置 (13)

3.6售后服务能力介绍 (14)

四、结论 (14)

一、钣金成形仿真软件购买的必要性

钣金成形中主要分冲压、冲裁、冲弯、拉弯等，生产实践证明，合理的工艺方案和模具结构，不仅可以稳定产品质量、降低冲压成本，冲压设计有任何差错和失误，都会给生茶带来不应有的损失，乃至造成设备事故危机人身安全，对于多工序的冲压工艺，需要评判工艺的合理性，就更需要实际实验验证，如果工装设计或工艺参数不合理，将会导致产品出现缺陷，造成人力和物力资源的浪费。

传统的钣金成形主要依据经验数据，工作量大、周期长、效率低、费用高、缺少科学性和预见性。我们通过实际的物理实验，往往需要多次实验才能得到较为合理的工装设计和工艺参数，对人力和物力的消耗极为巨大。随着计算机技术在仿真领域中的广泛应用，材料加工过程的数值仿真技术也越来越显示出其优越性。

汽车和模具设计制造技术都表明，汽车覆盖件模具的设计制造离不开有效的板成形模拟软件。世界上大的汽车集团，其车身开发与模具制造都要借助于一种或几种板成形模拟软件来提高其成功率和确保模具制造周期，国际上的软件主要有美国eta公司的Dynaform，法国ESI集团的PAM系列软件，德国AutoForm工程股份有限公司的AutoForm，国内有吉林金网格模具工程研究中心的KMAS软件，北航的SheetForm，华中科技大学的Vform等。目前商用化最好的三款软件则是AutoForm、Dynaform、PAM-STAMP。

Dynaform软件在其前处理器(Preprocessor)上可以完成产品

仿真模型的生成和输入文件的准备工作。求解器(LS-DYNA)采用的是

世界上最著名的通用显示动力为主、隐式为辅的有限元分析程序，能够真实模拟板料成形中各种复杂问题。后处理器(Postprocessor)通

过CAD技术生成形象的图形输出，可以直观的动态显示各种分析结果。Dynaform 软件基于有限元方法建立, 被用于模拟钣金成形工艺。Dynaform软件包含BSE、DFE、Formability三个大模块，几乎涵盖

冲压模模面设计的所有要素，包括：定最佳冲压方向、坯料的设计、工艺补充面的设计、拉延筋的设计、凸凹模圆角设计、冲压速度的设置、压边力的设计、摩擦系数、切边线的求解、压力机吨位等。Dynaform 软件可应用于不同的领域，汽车、航空航天、家电、厨房卫生等行业。可以预测成形过程中板料的裂纹、起皱、减薄、划痕、回弹、成形刚度、表面质量，评估板料的成形性能，从而为板成形工艺及模具设计

simufactadditive金属增材制造仿真软件

simufact additive

金属增材制造仿真软件

Simufact Additive 是实现一次制作成功的工艺解决方案。在打印和制造过程中，部件的变形是各个公司无法发挥出增材制造工艺全部优势的主要障碍。在反复的试错和摸索过程中浪费了大量的非生产性的时间及成本。Simufact Additive是一种在产品的实际打印之前预测并减少整个打印、HIP及切割过程中变形的解决方案。

金属增材制造的典型挑战

来自商业角度的挑战：

· 较高的3D打印机的小时成本（打印机的购置及动力成本所致）· 打印机可用率的控制：在打印机上进行的实验性测试会降低生产率

· 相对较高的材料成本

来自技术角度的挑战：

在增材制造工艺中，存在诸多重要程度不同的影响因素，例如：· 不同的生产方式及其特殊的物理现象

· 不同的3D打印机及其对生产工艺产生的特定影响

· 不同的金属粉末质量

增材制造工艺中涉及到大量打印机输入参数（可达200个），这些参数都会对完工部件的最终性能造成影响。在打印部件之前，需要回答下列问题：

· 最佳的支撑结构策略(位置和属性)是什么？

· 最佳的堆积方向？

复杂的物理相互作用造成部件的质量不稳定。不针对部件的制造过程进行优化设计仿真可导致：

· 不能正确地生产部件甚至出现故障部件（裂纹），原因是

… 变形

… 残余应力

Simufact Additive 如何帮助企业解决这些问题

Simufact Additive 是一款功能强大、多尺度的、用于金属增材制造工艺仿真的软件解决方案。Simufact Additive 能帮助您一次就成功生产出增材制造部件：

Simufact Forming金属钢材集成仿真环境

英文名: Simufact Forming

资源格式: 光盘镜像

版本: v8.0 SP2 Win32 BiLiNGUAL

地区: 德国

简介:

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语言：英语

网址：http://www.femutec.de/en/solutions/sol_form.html

类别：金属钢材集成仿真

Simufact Forming

从锻造到轧制，从普通金属到钛金。。。

simufact.forming已经成功研制可支持目前所有制造业的软件应用程序，并可独立的仿真金属温度，机体使用情况或材料的处理：

封闭模锻或挤压，钢绘，镦，弯曲或自由锻造，轧制，型材辊压或翻滚-冷，热或半热，机械压力机，锤或螺旋压力机，辗机或轨道锻造-更可加上流程以及spring-controlled工具，简单的低合金或不锈钢，铝或非铁金属，钛镍合金，大规模工程或床单工程，物质流或dieload分析。

simufact.forming是优化集成仿真环境与过程。

Simufact Additive 是一款专为金属3D打印工艺设计的仿真软件，它可以帮助用户模拟和优化整个3D打印过程。该软件包含了丰富的功能和工具，使用户能够更加准确地预测零件的变形、残余应力以及其他

关键的制造过程参数。本文将从以下几个方面介绍Simufact Additive 的手册，帮助读者更好地了解和使用这款软件。

一、Simufact Additive 手册的结构

Simufact Additive 手册按照基本操作、高级建模、工作流程等方面对软件进行了系统的介绍和说明。在基本操作部分，手册详细介绍了软

件的安装、启动、基本界面、操作步骤等内容，为用户提供了一系列

详细的操作指南和截图示例。在高级建模部分，手册着重介绍了软件

中的一些高级建模功能和技巧，如建立模型、设置材料属性、定义工

艺参数等内容。手册还对软件的工作流程进行了详细的介绍，帮助用

户更好地掌握软件的整体使用方法。

二、Simufact Additive 手册的特点和优势

Simufact Additive 手册在内容和结构上均具有一些明显的特点和优势。手册内容全面、系统，覆盖了软件的各个方面，内容详实、易懂，为

读者提供了一站式的学习和使用指南。手册中的众多示例和实例，使

得读者能够更加直观地理解软件的操作方法和技巧，提高了手册的可

读性和实用性。手册还设置了丰富的案例分析和实际应用，帮助用户

将理论知识与实际工程应用相结合，提高了手册的实用性和指导性。

三、Simufact Additive 手册的使用方法和建议

在阅读Simufact Additive 手册时，建议读者根据自己的实际情况和需求，有序地查阅手册内容，先从基本操作部分开始，逐步深入高级建模和工作流程等部分。建议读者在阅读中积极参与实践操作，结合手册中的示例和案例，实际操作软件，加深对软件功能和操作方法的理解。建议读者在阅读过程中及时记录问题和疑惑，积极向同行、专家或冠方交流，以便及时解决遇到的困难和问题。