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

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

簡而言之，這項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)置和后處理時間，并減少了人為錯誤。

圖 1.FORGE?與 Python API的集成

GUI 視圖改進

軟件人體工程學(xué)是一個關(guān)鍵的開發(fā)重點。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（“跳轉(zhuǎn)到”選項、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
• 圖例文本的可自定義大小和顏色
• 能夠調(diào)整和移動疊加圖

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)置時節(jié)省時間。

通過局部重新網(wǎng)格化獲得更高的精度和更少的計算時間

在以前的版本中，當(dāng)在計算過程中達到重新網(wǎng)格化標準時，例如在變形或周期（迭代次數(shù)）上，整個部分被重新網(wǎng)格化。該方法引入了狀態(tài)場的數(shù)值擴散和體積損失。

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)占總計算時間的很大一部分。我們已經(jīng)大大減少了大多數(shù)操作的計算時間。由于這些改進，重新劃分網(wǎng)格的頻率增加了，從而在整個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算約束和改進工具形狀的捕獲，大大提高了重新劃分質(zhì)量。

更準確地預(yù)測延性損傷

另一個重要的改進是關(guān)于延性損傷的建模。已經(jīng)開發(fā)出一種基于相場方法的新公式。與以前的 Kill-element 方法相比，它具有很多優(yōu)勢。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確地預(yù)測復(fù)雜的裂紋擴展路徑（見圖 3）。

圖 3. 延性損傷新模型

使用新的物理平均場模型預(yù)測微觀結(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是一個界面，可讓您在零件的某個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 提供基于粒度等級的平均場求解器，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計算進行后處理。

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，可以自動生成幾何圖形。改進了分析工作區(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。用戶可以制作多個圖來研究每個參數(shù)對優(yōu)化輸出（成本函數(shù)，可最小化）的影響，并了解它們對過程的影響。

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 多個參考文獻的綜合材料數(shù)據(jù)庫增加了40 種針對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)、流動規(guī)則和硬化規(guī)則，所有參數(shù)都可能取決于溫度和時間。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)變計算。這允許用戶生成非常先進的本構(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)：

更高級的用戶可以使用高級編程語言 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?？梢蕴砑悠渌麡藴剩源_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 庫中實施的 Bron-Besson 各向異性塑性屈服準則，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）。

提高溫度演變的準確性

對熱處理工藝進行了許多改進。在熱和熱機械模擬期間，用戶將能夠考慮不同對象（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確預(yù)測。

圖 8 – 由于輻射效應(yīng)，幾個小齒輪之間的熱相互作用

預(yù)測氧化皮層的演變和剝落

集成了一個預(yù)測氧化皮層生長和剝落的新模型（圖 9）。該模型預(yù)測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

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)：模擬與實驗測量

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間已經(jīng)過審查，以提高準確性。

Transvalor 和 Quaker Houghton 正在合作改進鍛造和熱處理流體的性能。Quaker Houghton 的工業(yè)知識與 Transvalor 在過程模擬方面的專業(yè)知識相結(jié)合，為生產(chǎn)高質(zhì)量組件、提高對制造過程的掌握程度，從而提高您的效率提供了新的機會。這種伙伴關(guān)系的第一個具體應(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)測感應(yīng)器變形并節(jié)省感應(yīng)加熱和熱處理模擬的 CPU 時間

最后，生產(chǎn)線設(shè)計的一個關(guān)鍵方面是電感器的生命周期，它會遭受機械和熱疲勞。

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。準確預(yù)測溫度演變和熱影響區(qū)。由于這一發(fā)展，您將通過預(yù)測其變形來更好地設(shè)計您的電感器。

電磁方程解析中引入了有趣的更新，最多可將 CPU 時間減少 30%。

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

圖 11 – 全熱機械模擬

現(xiàn)在為設(shè)計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方法，加快開發(fā)和改進新產(chǎn)品和流程。我們希望您喜歡我們的新產(chǎn)品。