最新QForm型材挤压模拟计算工作站配置方案2015

时间:2015-04-17   来源:   网友评论:0   人气: 476 作者:

(一)QForm软件简介及功能
型材挤压模拟是在实际产品生产加工前,通过三维建模和有限元分析技术,模拟、评价和优化型材挤压模具以及工艺参数而开发的专业CAE系统。它可以精确模拟材料的温度、应力,变形,流动,焊合等几个方面性能的变化过程和结果,从而获得整个锻造加工过程中的温度变化、材料流动、焊合情况、应力场、形状变化等各种信息,利用这些信息,优化模具工作带长度及分流孔大小位置等参数,提高现有的模具设计手段及减少模具设计时间。

QForm软件是俄罗斯针对锻造与挤压工艺开发的有限元模拟软件,QForm模块包括:挤压,模锻,辊锻,楔横轧,环轧,自由锻,型材挤出以及热处理,同时提供了大量的材料数据以及设备和润滑剂数据。

使用QForm软件挤压模块,可以模拟由于材料流动不均匀,铝合金在挤出后可能会发生的扭转和弯曲现象。还可以精确计算材料流动的其它方面,例如空心型材焊合线的位置等。软件对于型材挤压有专门的操作界面,能快速导入几何模型,自动生成有限元模型,还可以自动识别工作带且把他们参数化,易于修改调整。通过工作带编辑器对工作带区域进行修改和优化,可以得到均匀一致的挤出速度和规则形状的型材。另外通过耦合模拟技术还可以考虑挤压模具实时变形,使计算更为精确。

QForm-Extrusion 是QForm 软件中专门用于型材挤压成形模拟并优化工艺设计的模块。QForm挤压模拟模块有以下特点:

 挤出过程分析 使用QForm型材挤压模块,可以在计算机上把整个的型材挤出的过程再现,目前可以模拟铝、镁、铜合金的实心,空心,半空心型材。

 挤出速度分析  考虑挤出时的粘性摩擦,温度,形状,厚度,模具角度,内部形状等,分析计算型材各位置的挤出速度,分析挤出工艺合理性。

 挤出形状分析  模拟挤压型材尖端形状是否合理,分析查找出现不一致的原因。

 温度场分析  温度场模拟可以模拟挤压工艺过程中各个位置的温度变化,可以帮助我们判断材料的成型性。

 材料轨迹跟踪 软件中带有材料例子跟踪功能,显示材料挤出过程中的流动轨迹,观察材料的流动现象。

 各位置材料的曲线图 分析各位置轨迹点的曲线图,包括温度,应力,应变,速度,位移随时间,距离的变化曲线图,并可以保存成表格方式。

 焊合线位置分析 分析焊合线位置,是否处于拐角或容易应力集中的区域,模拟通过改善模具对焊合线位置的影响,找到最适合的工艺。

 工作带编辑器  软件可以自动提取工作带的几何,并把它参数化,可以对工作带进行修改,并且软件自带一个专门的工作带编辑器,通过手动修改或者几何导入的方式,都可以方便的对工作带进行编辑修改,从而得到合适的参数。

数据库 软件提供了材料数据库和设备数据库。材料数据库包括坯料,模具以及润滑剂材料,并且也可以创建添加自己的常用材料数据。设备数据库包括各种压力机,并且可以根据我们现有的压力机型号参数,添加到设备数据库中,方便以后使用。

复杂的摩擦条件 因为在型材挤压中摩擦条件很复杂,尤其工作带上的摩擦,分为粘性和滑动层,又与许多因素,如型材厚度,挤压率,挤压速度,预热温度等因素相关,QForm为此开发了专门的粘性混合摩擦模型,更为精确的模拟实际挤压过程。

(二)模拟计算软件特点
(1)前处理(网格划分)
几何接口 软件可以直接导入其它几何建模软件的模型导入到QForm中,目前二维软件采用dxf接口,三维采用igs和stp接口格式,可以导入AutoCAD、 UG、Pro-E、Solidworks等所有常用CAD建模软件的几何,并且自带的几何修复功能可以对导入几何进行自动修复。
网格划分 采用全自动网格划分,基本不需要手工参与,包括在求解过程中,网格会自动生成,并且软件采用自适应网格,在倒角以及曲面位置可以自动把网格划分的细密,这样可以提高求解精度的同时,减少计算时间。

(2)求解阶段
ALE拉格朗日欧拉混合法  在模具内采用欧拉网格,使用于大变形应变问题分析,网格进行实时划分,保证在模具内的材料的计算精度,模具外的材料采用拉格朗日法模拟分析,变形小,网格采用固定网格,保证挤出过程的准确快速的模拟。
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支持并行计算 Qform提供了并行求解的求解器,可以使用多个CPU并行运算,充分利用现有的计算机资源,加快求解计算速度。

模具热耦合模拟  考虑模具的温度变化,零件材料和模具的温度场耦合分析,计算更精确。

模具变形耦合模拟 计算材料变形及应力的同时耦合计算模具的变形,另外模具分析可以分析工作带的变形和偏斜角度,更精确的计算材料挤出的过程。


 

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