Simufact有限元仿真在环形件径轴向轧制、辊轧及旋压等旋转加工中的应用

引言

在涉及到复杂工模具系统和动态加工过程的有限元仿真中，Simufact软件提供了强大的解决方案。尤其在处理如环形件的径轴向轧制、辊轧及旋压等旋转加工过程时，Simufact展示了其在简化设置、高效计算与结果精确度方面的优势。结合MARC有限元求解器，此方案进一步增强了在复杂材料流动与热效应模拟方面的性能。

创建新工艺仿真

启动方式：通过Simufact形成软件的应用程序启动菜单或桌面快捷方式开始，选择“File”菜单下的“New Project”或使用快捷键`Ctrl+N`创建新的工艺仿真。需注意，直接通过左侧树形结构选择相应选项，同时也可点击“新建”图标作为另一种创建方法。




父子进程定义：设置仿真参数，包括环轧类型（热/冷）选择、仿真类型（2D/3D）和求解器（有限元/有限体积）配置。系统将根据选件自动定义相关参数，意味着在完整工艺类型选定后，工艺仿真默认配置通常便得以实现。选择工艺类型，这里的示例为“环轧”，引入初始基本配置：3D环境与有限元手段（FEM）。设定模具数量为5个用于此示例仿真。

仿真建模


通行规范与导入方式：

操作条目：用户需在仿真流程的第一步调整模型和设备命名、导入所需几何模型，并确保模型适用于环形件端轴向轧制、辊轧及旋压等旋转加工需求。重点在于材料的选取与基本操作的严谨性。

模型传输：Simufact不仅为模型提供直接的导入途径，支持多种格式，包括但不限于STL、BDF、DAT等。此功能允许直接从CAD系统（如Pro/E、CATIA、UG或SolidWorks）导入模型，无需额外转换步骤。选定的模型文件，如模具和坯料，将依据操作指示（如右侧高效区或直接右键点击“导入”）加以导入，确保无损地将CAD装配体转化至Simufact仿真环境中，步骤包括定位模型至相应进程树下以创建关键组件。

模偏经线定义：针对旋转组件的旋转轴定义与主动/被动运动设置是关键步骤，指导用户准确针对驱动辊、芯辊、导向辊及端面轧辊的动态属性进行间距和方向数据的指定。借助Simufact内置的系统坐标和局部坐标设定功能，这一过程变得更为直观与精准，尤其在照明划分端面轧辊受力等方面凸显了这一特性。

技术参数调整与输出控制

为了满足不同物理过程（如材料流动、热分布与摩擦行为）的复杂分析需求，本仿真环境支持在操作主界面执行精简化的材料选择、摩擦定义、温度控制以及设备（如驱动和导向辊）运动形式调整。在定义界面，暗示用户遵循特定的控制参数来定制项目步骤，如模拟环境温度、模具与坯料的初始温度设置，以及定义恰当边界条件、摩擦系数与压力配置。

仿真启用前，性能校验环节（比如通过仿真开始前点击“Start”按钮检查模具运动是否符合预期）能够确保模型及参数设置的合理与准确性，避免在后续过程中发现潜在错误。同时，优化设置文件保存策略及记录剥离间隔、结果输出请求（比如“塑性行为”与“厚度变化”）的个性化需求，以简化结果读取与后续分析流程。

总述与挑战

在构造完整工艺仿真模型、定义关键操作参数与完成特定描述结果显示目标时，Simufact有限元仿真平台与MARC求解器的集成，提供了在处理复杂旋转加工工艺中所需的高度精确与高效问题解决方案。对于材料流动、热效应及摩擦现象的模拟，此类软件为广大工程师与科研人员提供了一套强大的分析工具，极大地便利了在实际应用与学术研究中进行创新设计与性能预测。