2022-02-08
353
Самыми распространенными программными продуктами ОМД в России являются: QForm 2D/3D и Deform 2D/3D.
QFORM
Является одним из лидеров для моделирования процессов объемной штамповки. Используется для математического моделирования процессов ОМД. Пример штамповки, раскатки и термообработки представлен на рисунках 2.1-2.2.
· QForm имеет современные расчетные алгоритмы, которые позволяют максимально эффективно использовать вычислительные мощности процессоров, в следствие чего повышается скорость расчета;
· Интерфейс программы интуитивно понятен. Очень быстрая подготовка к расчету. Для расчета требуется импортировать файл из любой CAD-системы, который содержит необходимые данные о геометрии штампов и заготовки, выбрать материал, из которого будет производиться штамповка, выбрать оборудование и смазку, выставить температуру нагрева заготовки и запустить расчет. Результаты можно сохранить в виде анимации или рисунков;
· Работа интерфейса не зависит от расчетного ядра, поэтому вывод результатов происходит очень быстро;
|
|
|
· Практически все CAD – системы импортируют файлы только с расширением «.stl», но QForm также импортирует форматы «.STEP» и «.IGES»;
QForm способен моделировать весь технологический процесс получения изделий, включая заготовительные операции, нагрев, штамповка, обрезка облоя и охлаждение. Также применяется для разработки малоотходной технологии (вкл. вальцовку). Помимо прочего, программа способна предсказывать возникновения возможных дефектов. [7].
Недостатков не наблюдается.
Рисунок 2.1 – Штамповка в программе QForm
Рисунок 2.2 – Раскатка в программе QForm
DEFORM 2D/3D
Специализированный программный комплекс, предназначенный для анализа процессов ОМД, термической и механической обработки.
Также, как и QForm является лидером в области моделирования процессов ОМД. Deform способен моделировать практически все технологические процессы получения изделий в обработке металлов давлением (ковка, штамповка, прокатка, прессование и др.), а также операции термической обработки (отпуск, закалка и др.) и механическая обработка. [8].
Преимущества:
· Универсальность;
· Большая база данных материалов и оборудования, также возможность их редактирования и добавления;
· Простой и понятный интерфейс;
· Возможность моделирования различных условий трения между заготовкой и инструментом;
· Возможность самостоятельной генерации конечно-элементной сетки.
Интерфейс программы и операция осаживания заготовки представлены на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 – Интерфейс программы DEFORM
Stampack
Данное ПО предназначено для предприятий, специализирующихся на листовой штамповке в сфере автомобилестроения, изготовления штамповой оснастки, производство сельскохозяйственной техники, оборонной промышленности.
|
|
|
Stampack широко используется в аэрокосмической промышленности, так как имеет широкий набор средств моделирования самых разнообразных процессов листовой штамповки. Может быть смоделирован весь процесс, начиная от заготовки произвольной формы (плоской, криволинейной, замкнутого или разомкнутого профиля), через формоизменяющие и разделительные операции — к окончательной форме детали. Также можно учесть влияние таких операций, как промежуточный отжиг, калибровка и др.
Stampack предоставляет:
· Простой и логичный пользовательский интерфейс;
· Своевременное обнаружение и избежание ошибок;
· Повышенная надежность процесса;
· Короткое время для обучения;
· Доступное ПО.
Для моделирования формоизменяющих операций в Stampack используется явный динамический решатель, позволяющий, в сочетании с контактным алгоритмом, основанным на методе штрафных функций, моделировать самые разные классы задач — от классической вытяжки до свободной гибки и инкрементальной штамповки. Stampack отлично оптимизирован и не требует большого объема дисковой или оперативной памяти. По скорости решения задач листовой штамповки он уступает AutoForm, но это сделано в угоду универсальности программы. [9].
Transvalor Forge
Французский комплекс для моделирования процессов ОМД. Способен моделировать такие процессы, как: ковка с закрытым/открытым штампом; прокатка; раскатка; гибка; формовка листового металла; сверхпластичное формование; вырубка; индукционный нагрев; термическая обработка; крепеж; механическая обработка.
Используется в различных отраслях промышленности: автомобильной, аэрокосмической, оборонной, энергетической и т.д.
Комплекс дает возможность имитировать процессы термической обработки, такие как индукционный нагрев, закалка, цементация и отпуск, а также способен выполнять операции холодной штамповки.
Комплекс очень схож с программой Deform и представляет собой более модифицированную его версию.
К преимуществам можно отнести высокую производительность, универсальность, интуитивно понятный интерфейс.
Недостатки – отсутствие Российской локализации, мало распространена. [10].
Интерфейс представлен на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 – Штамповка осесимметричной детали с нагревом
MSC.SuperForge
MSC.SuperForge - современная трехмерная компьютерная система моделирования объемной формовки при штамповке и ковке. Она эффективно используется для оценки влияния параметров инструмента и режимов формовки на уровень пластических деформаций материала, окончательно полученную форму и свойства изготавливаемой детали, участки образования облоя и т.д.
Взаимодействие между жестким инструментом (штампом) и деформируемым материалом заготовки моделируется с помощью контактных поверхностей, которые описывают контактные условия между поверхностями инструмента и поверхностью заготовки. В процессе моделирования контактные условия постоянно обновляются, отражая движение инструмента и деформацию материала, что позволяет моделировать скольжение между пуансоном, матрицей и материалом обрабатываемой заготовки. Контакт между инструментом и заготовкой обрабатываемой детали может быть смоделирован исходя из трех типов условий по трению: нулевое трение, трение по Кулону и трение с учетом пластических касательных напряжений.
Для моделирования пластичности материала заготовки предусмотрено несколько основных моделей, в числе которых упруго-пластическая модель Мизеса или Джонсона и Кука, а также модели для конкретных материалов, применяемые для операций как холодной, так и горячей объемной штамповки. Параметры деформационного упрочнения, входящие в модели, описывающие течение материала для процесса холодной объемной штамповки, зависят от температур и эффективных скоростей деформаций, а в случае горячей объемной штамповки — от температур и деформаций. Используемая технология конечных объемов позволила полностью автоматизировать процесс подготовки модели, избавив технолога от необходимости задавать расчетные сетки. Пользовательский интерфейс MSC.SuperForge версии 3.0 внешне смотрится как стандартный интерфейс любого Windows-приложения. Пользователь, манипулируя мышью, составляет дерево обработки, используя библиотеки, выбирает материал, указывает начальные характеристики и параметры процесса, а также задает тип необходимого оборудования. Программа самостоятельно генерирует данные для расчета, избавляя пользователя от рутинной работы по подготовке расчетной модели. У пользователя нет никаких проблем с построением заданий для многопереходных процессов, легко решаются вопросы позиционирования, которые выполняются автоматически, а также вопросы с получением 2D-моделей для отработки осесимметричных и двухмерных задач. Процесс подготовки одного расчетного варианта занимает у пользователя от 5 до 20 минут. После этого данные могут быть отправлены на расчет. Даже для самых сложных процессов сегодня можно получить результаты на персональном компьютере с самой доступной конфигурацией всего за одну ночь. [11].
|
|
|
