完全自動(dòng)化您的成型過程模擬工作流程

讓我們從 NxT 4.0 中最具創(chuàng)新性的功能之一開始：Python API。

Python API 旨在自動(dòng)執(zhí)行您過去在界面中手動(dòng)輸入的任何操作。Python 腳本允許在最少的人工干預(yù)下從頭開始創(chuàng)建和計(jì)算模型，從而使該過程更安全、更可靠地避免人為錯(cuò)誤。

例如，可以加載模板、管理對(duì)象、導(dǎo)入和生成網(wǎng)格、設(shè)置參數(shù)等等。此外，用戶可以自動(dòng)化后處理操作，例如繪圖、自定義圖例、結(jié)果顯示和在多個(gè)窗口中同步等。

簡(jiǎn)而言之，這項(xiàng)新功能提高了用戶的工作效率，最大限度地減少了數(shù)據(jù)設(shè)置和后處理時(shí)間，并減少了人為錯(cuò)誤。

圖 1.FORGE?與 Python API的集成

GUI 視圖改進(jìn)

軟件人體工程學(xué)是一個(gè)關(guān)鍵的開發(fā)重點(diǎn)。新的結(jié)果分析功能提供了更高效、更可定制的工作環(huán)境，包括：

• 張量的可視化（應(yīng)力、應(yīng)變、顆粒流等）
• 矢量顯示的更多選項(xiàng)（“跳轉(zhuǎn)到”選項(xiàng)、繪圖模式、方面、比例、過濾器）
• 等值面和等體積的更多外觀選項(xiàng)
• 圖例文本的可自定義大小和顏色
• 能夠調(diào)整和移動(dòng)疊加圖

圖 2. 張量和向量的可視化

節(jié)省數(shù)據(jù)設(shè)置時(shí)間

設(shè)置狀態(tài)小部件現(xiàn)在鏈接到所有操作，這意味著您可以雙擊警報(bào)窗口以查看關(guān)聯(lián)的操作以檢查或更改它。因此，用戶可以在完成、檢查或修改數(shù)據(jù)設(shè)置時(shí)節(jié)省時(shí)間。

通過局部重新網(wǎng)格化獲得更高的精度和更少的計(jì)算時(shí)間

在以前的版本中，當(dāng)在計(jì)算過程中達(dá)到重新網(wǎng)格化標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，例如在變形或周期（迭代次數(shù)）上，整個(gè)部分被重新網(wǎng)格化。該方法引入了狀態(tài)場(chǎng)的數(shù)值擴(kuò)散和體積損失。

我們開發(fā)了一種局部重新網(wǎng)格化算法，只針對(duì)質(zhì)量較差的元素需要重新網(wǎng)格化的區(qū)域。

網(wǎng)格質(zhì)量用于自動(dòng)確定鋼坯的哪些部分應(yīng)該重新劃分網(wǎng)格。由于重新劃分網(wǎng)格的工作量減少，重新劃分網(wǎng)格的次數(shù)占總計(jì)算時(shí)間的很大一部分。我們已經(jīng)大大減少了大多數(shù)操作的計(jì)算時(shí)間。由于這些改進(jìn)，重新劃分網(wǎng)格的頻率增加了，從而在整個(gè)操作過程中獲得了更好的網(wǎng)格質(zhì)量，因此求解器的收斂效果更好更快。

值得一提的是，我們通過減少并行計(jì)算約束和改進(jìn)工具形狀的捕獲，大大提高了重新劃分質(zhì)量。

更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)延性損傷

另一個(gè)重要的改進(jìn)是關(guān)于延性損傷的建模。已經(jīng)開發(fā)出一種基于相場(chǎng)方法的新公式。與以前的 Kill-element 方法相比，它具有很多優(yōu)勢(shì)。沒有更多的元素被刪除，它們被切割和分裂，真正的裂縫是通過切割元素插入的。使用這種技術(shù)，可以比以前的模型更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)復(fù)雜的裂紋擴(kuò)展路徑（見圖 3）。

圖 3. 延性損傷新模型

使用新的物理平均場(chǎng)模型預(yù)測(cè)微觀結(jié)構(gòu)演變

微觀結(jié)構(gòu)分析是理解冶金現(xiàn)象的基礎(chǔ)。該軟件提供了 Johnson Mehl Avrami 方程描述的半經(jīng)驗(yàn)方法來研究微觀結(jié)構(gòu)的演變。

我們的新應(yīng)用程序DynamiX是一個(gè)界面，可讓您在零件的某個(gè)部分的成型操作和熱處理過程中輕松可視化晶粒尺寸演變和再結(jié)晶。

此應(yīng)用程序應(yīng)與后冶金求解器結(jié)合使用。

TRANSVALOR 提供基于粒度等級(jí)的平均場(chǎng)求解器，需要 DIGIMU? 許可證，但也可以將其與您自己的內(nèi)部模型一起使用以對(duì)計(jì)算進(jìn)行后處理。

圖 4. 微觀結(jié)構(gòu)的后處理分析

優(yōu)化您的制造過程：節(jié)省原材料，減少二氧化碳排放

優(yōu)化模塊已經(jīng)過重新設(shè)計(jì)并完全集成到圖形用戶界面中（見圖 5）。該模塊仍然與傳統(tǒng)的 CAD 系統(tǒng)兼容，可以自動(dòng)生成幾何圖形。改進(jìn)了分析工作區(qū)，為優(yōu)化結(jié)果提供了多種圖形分析。它更方便，更人性化。用戶可以制作多個(gè)圖來研究每個(gè)參數(shù)對(duì)優(yōu)化輸出（成本函數(shù)，可最小化）的影響，并了解它們對(duì)過程的影響。

圖 5. 優(yōu)化結(jié)果的新分析工作區(qū)

在素材庫中挑選你需要的

在此版本中，F(xiàn)ORGE? 包含 1,000 多個(gè)參考文獻(xiàn)的綜合材料數(shù)據(jù)庫增加了40 種針對(duì)冷成型工藝的新材料。Z-mat 是Z-set 套件中的材料模型庫，現(xiàn)在可以用作材料庫的插件。

Z-mat 模型是通過組合不同的“積木”（及其各自的數(shù)學(xué)模型）構(gòu)建的，例如屈服函數(shù)、流動(dòng)規(guī)則和硬化規(guī)則，所有參數(shù)都可能取決于溫度和時(shí)間。從塑性行為開始，用戶可以添加粘塑性、蠕變行為、脆性和延性損傷，適用于小應(yīng)變和大應(yīng)變計(jì)算。這允許用戶生成非常先進(jìn)的本構(gòu)法則，特定于給定的應(yīng)用程序。

FORGE?、COLDFORM?/Z-mat 界面完全集成在 NxT GUI 中，簡(jiǎn)化了仿真設(shè)置過程�？梢栽� NxT GUI 界面中交互式創(chuàng)建 Z-mat 材質(zhì)：

更高級(jí)的用戶可以使用高級(jí)編程語言 ZebFront（接近 C++ 語言）編寫自己的磚塊。

FORGE? 和 COLDFORM? 中使用的材料定律隨后可用于結(jié)構(gòu)分析，使用制造結(jié)果，例如殘余應(yīng)力和制造的幾何形狀�？梢蕴砑悠渌麡�(biāo)準(zhǔn)，以確定零件或模具的耐用性（疲勞壽命模型）。

COLDFORM? 沖壓模擬使用 Z-mat 庫中實(shí)施的 Bron-Besson 各向異性塑性屈服準(zhǔn)則，專用于鋁板。

輕松查看材料屬性

所有 Transvalor 解決方案都提供了一種專為所有應(yīng)用程序讀取和編輯材料文件而設(shè)計(jì)的新工具。材料數(shù)據(jù)工具允許從頭開始為冷成型和熱鍛造、熱處理、感應(yīng)創(chuàng)建材料文件（圖 6）。用戶可以編輯和可視化材料屬性和流動(dòng)曲線。

圖 6. 材質(zhì)查看器

獲得更快的結(jié)果

2D 解算器已在此版本中重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化。多體和復(fù)雜模擬的速度明顯提高。例如，工具堆棧計(jì)算大約需要 18 分鐘，而之前版本需要 65 分鐘（見圖 7）。

圖 7. 二維工具堆鍛造模擬

一種全新的 2.5D 方法已被開發(fā)用于流動(dòng)成型和旋壓工藝，可以更快地得出結(jié)果（等效應(yīng)變、力和應(yīng)力）。

提高溫度演變的準(zhǔn)確性

對(duì)熱處理工藝進(jìn)行了許多改進(jìn)。在熱和熱機(jī)械模擬期間，用戶將能夠考慮不同對(duì)象（例如零件、模具、爐壁等）之間的輻射（圖 8）。由于這一發(fā)展，溫度演變將在加熱、冷卻和制造過程中得到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

圖 8 – 由于輻射效應(yīng)，幾個(gè)小齒輪之間的熱相互作用

預(yù)測(cè)氧化皮層的演變和剝落

集成了一個(gè)預(yù)測(cè)氧化皮層生長(zhǎng)和剝落的新模型（圖 9）。該模型預(yù)測(cè)氧化材料厚度和材料損失及其在加熱和制造過程中由于散裂現(xiàn)象而發(fā)生的變化。

圖 9 – 氧化皮的預(yù)測(cè)

掌握您的滲氮工藝

為了完成熱化學(xué)過程的范圍，已將氮化模板添加到圖形用戶界面。

圖 10 – 滲氮過程模擬

碳和氮釋放的比較 (520°C)：模擬與實(shí)驗(yàn)測(cè)量

豐富的鋁熱處理數(shù)據(jù)庫

豐富了用于鋁合金熱處理的材料數(shù)據(jù)庫。已確定鋁合金 7010、7175 和 6082 的淬火系數(shù)和 Shercliff-Ashby 參數(shù)。Jaffe Gorgon 模型用于預(yù)測(cè)低合金鋼化學(xué)成分、碳率、回火溫度和回火過程中的回火時(shí)間已經(jīng)過審查，以提高準(zhǔn)確性。

Transvalor 和 Quaker Houghton 正在合作改進(jìn)鍛造和熱處理流體的性能。Quaker Houghton 的工業(yè)知識(shí)與 Transvalor 在過程模擬方面的專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，為生產(chǎn)高質(zhì)量組件、提高對(duì)制造過程的掌握程度，從而提高您的效率提供了新的機(jī)會(huì)。這種伙伴關(guān)系的第一個(gè)具體應(yīng)用涉及選定的一組淬火劑的表征。在此版本中，淬火劑數(shù)據(jù)庫得到了豐富。

預(yù)測(cè)感應(yīng)器變形并節(jié)省感應(yīng)加熱和熱處理模擬的 CPU 時(shí)間

最后，生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵方面是電感器的生命周期，它會(huì)遭受機(jī)械和熱疲勞。

在以前的版本中，電感器被視為剛體。使用此版本，可以解決零件和電感器上的完全熱機(jī)械仿真。它考慮焦耳熱引起的熱膨脹以及洛倫茲力引起的變形。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)溫度演變和熱影響區(qū)。由于這一發(fā)展，您將通過預(yù)測(cè)其變形來更好地設(shè)計(jì)您的電感器。

電磁方程解析中引入了有趣的更新，最多可將 CPU 時(shí)間減少 30%。

第一個(gè)更新是使用二階方法解決電磁 PDE（偏微分方程）的時(shí)間積分問題，隨著這一發(fā)展，電磁 PDE 具有更好的收斂性。第二個(gè)是網(wǎng)格 R-adaptation 的集成。

圖 11 – 全熱機(jī)械模擬

現(xiàn)在為設(shè)計(jì)人員提供了許多新工具，以確保最高水平的可靠性和生產(chǎn)力，減少或消除過去昂貴的試錯(cuò)方法，加快開發(fā)和改進(jìn)新產(chǎn)品和流程。我們希望您喜歡我們的新產(chǎn)品。