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DEFORM V12之后推出V12.1、V13.0、V13.1 版本，在新工藝模塊、新的技術(shù)功能點(diǎn)、新算法方面進(jìn)行了進(jìn)一步提升，使得工藝模擬向全方位、更高精度、更快速度及智能優(yōu)化數(shù)據(jù)分析方向快速發(fā)展。

(資料圖片僅供參考)

全工藝模塊

DEFORM目前具備非常完善的全工藝模塊，各工藝集成于Multiple Operation集成加工界面，通過工藝卡片方式任意添加多道工藝流程鏈，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全工序加工流程仿真，一次性或連續(xù)性設(shè)置加工工藝參數(shù)。目前V13全功能模塊如下表所示：

1.1 新增專用工藝模塊-拉拔工藝模塊

新增拉拔模塊，通過2D軸對稱模型進(jìn)行參數(shù)化建模并實(shí)現(xiàn)快速拉拔計(jì)算。能夠進(jìn)行絲材、棒材及管材的冷溫?zé)崂畏治?，可設(shè)置多道次拉拔工藝流程表，包括任意添加拉拔道次、定義各道次拉拔速度、摩擦條件等。

能夠根據(jù)設(shè)計(jì)的拉出孔徑進(jìn)行模具參數(shù)化幾何建模?？刹捎肁LE法或lagrange法進(jìn)行計(jì)算，ALE法可根據(jù)模具形狀自動(dòng)產(chǎn)生初始毛坯幾何。

1.2 新增旋鍛工藝模塊

新的旋鍛專用工藝模塊可采用全模型及對稱模型進(jìn)行軸類和管類件的旋鍛分析，對于冷溫?zé)嵝?徑向鍛造均可流程化設(shè)置工藝參數(shù)。鍛打流程表中可設(shè)置鍛打次數(shù)、起止鍛打位置、材料轉(zhuǎn)動(dòng)角度、鍛打行程或材料截面尺寸、傳熱時(shí)間等。

旋鍛模塊模擬完整旋鍛過程，能夠預(yù)測成型產(chǎn)品尺寸、溫度變化、應(yīng)力應(yīng)變、鍛打力、厚度變化等結(jié)果。

1.3 新增WELDING焊接模塊

新增焊接模塊主要針對激光焊、電弧焊工藝，焊接路徑、焊接工藝表均可直接選取或設(shè)置。焊接模塊具有專用焊接熱源建立方式，可通過輸入電流、電壓及熔池尺寸參數(shù)計(jì)算熱源情況，能夠設(shè)置熱源的起止時(shí)間、熱源方向，可建立焊縫單元，通過選擇模型幾何面直接定義焊接路徑。

焊接模塊可實(shí)現(xiàn)電弧焊、激光焊、多層堆焊等方面的分析，預(yù)測焊接變形、熱應(yīng)力、溫度場、焊縫相變等結(jié)果。

1.4 新增熱輻射工藝

新增物體間純熱輻射計(jì)算，可模擬不同物體間通過熱輻射進(jìn)行熱量交換。

1.5 新增斜軋穿孔工藝模塊

新增斜軋穿孔工藝模塊主要用于無縫鋼管的斜軋穿孔成形過程分析，模板采用流程化操作，主要可采用LAE法計(jì)算穿孔過程，避免傳統(tǒng)lagrange法網(wǎng)格大變形引起的畸變，快速計(jì)算成形結(jié)果，使用簡便。同時(shí)可采用顯式或隱式求解器，3D全模型或?qū)ΨQ模型，軋輥實(shí)現(xiàn)參數(shù)化自動(dòng)定位。

1.6 新增電磁成形工藝

新增電磁成形工藝通過耦合塑性變形及電磁場計(jì)算結(jié)構(gòu)在電磁力作業(yè)下的變形。采用BEM法結(jié)合電磁成形算法實(shí)現(xiàn)電流參數(shù)、線圈設(shè)計(jì)、成形定位等參數(shù)的優(yōu)化分析。

1.7 新增攪拌摩擦焊工藝

攪拌摩擦焊工藝以往采用lagrange法計(jì)算摩擦生熱焊合過程，此方法往往引起單元極大變形而難以計(jì)算。新的攪拌摩擦焊算法將采用ALE算法更加快速方便地進(jìn)行計(jì)算。ALE算法避免了單元大變形引起的不斷細(xì)化問題，大大降低了攪拌摩擦焊的計(jì)算難度和計(jì)算耗時(shí)。

1.8 新增振動(dòng)摩擦焊工藝

DEFORM早期版本在摩擦焊方面已經(jīng)有不少應(yīng)用，新版本推出基于壓力及正弦周期運(yùn)動(dòng)方式的振動(dòng)/線性摩擦焊工藝分析功能，振動(dòng)參數(shù)模型涉及振動(dòng)時(shí)施加的壓力、振幅及頻率。振動(dòng)摩擦焊工藝可分析焊接焊縫及飛邊形態(tài)、溫度場等結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)工藝參數(shù)的優(yōu)化。

1.9 新增擴(kuò)散焊工藝

新增擴(kuò)散焊工藝功能能夠模擬不同金屬在高溫加壓條件下的擴(kuò)散焊接現(xiàn)象。通過輸入材料壓力-溫度及擴(kuò)散時(shí)間數(shù)據(jù)（可實(shí)驗(yàn)獲?。┮约皵U(kuò)散壓力、時(shí)間及溫度條件，可計(jì)算不同結(jié)構(gòu)不同類型金屬的擴(kuò)散焊結(jié)果如擴(kuò)散率等。

1.10 ALE法旋壓成形工藝

DEFORM最早期版本的旋壓采用Lagrange算法進(jìn)行模擬計(jì)算，后期版本推出ALE算法解決傳統(tǒng)Lagrange算法引起的單元大變形及大量耗時(shí)問題。ALE算法可用于拉伸旋壓、筒型件強(qiáng)力旋壓的成形。新增算法中，對于復(fù)雜旋壓型面如鋁輪轂旋壓成形則采用全六面體單元，旋輪與輪轂計(jì)算接觸，在非接觸區(qū)域則采用梁單元算法大大降低全局接觸搜索時(shí)間。同時(shí)，采用Explicit顯示求解器，在模擬時(shí)間上較舊版本快-2-3倍。

1.11 增材成形工藝

新增增材工藝功能能夠?qū)Ψ勰┐布皣姺垲愋瓦M(jìn)行模擬計(jì)算，能夠考慮多物理場問題。激光熱源模型能夠建立不同類型的鋪層路徑，計(jì)算增材過程溫度場變化、殘余應(yīng)力、組織成分及去除基板后的變形結(jié)果。新增網(wǎng)格算法中，可采用Voxel網(wǎng)格進(jìn)行分層劃分。

1.12 新增車輪軋制模塊

針對火車車輪軋制成形特點(diǎn)新增軋制模塊。車輪軋制模塊集成于環(huán)軋模塊界面，可參數(shù)化建立錐輥、驅(qū)動(dòng)輥及側(cè)輥模型，并進(jìn)行各輥的參數(shù)化定位。六面體ALE算法能夠更順暢第計(jì)算軋制大變形問題。

1.13 新增噴丸工藝模塊

噴丸工藝模塊采用最新數(shù)據(jù)分析訓(xùn)練方法，將各個(gè)沖擊角度的2D結(jié)果映射插值到3D噴丸模型中。對于3D模型的噴丸分析，采用粒子模擬或沖擊模擬，通過定義噴槍數(shù)量、噴射區(qū)域范圍、彈丸速度、工件約束及運(yùn)動(dòng)計(jì)算工件噴丸覆蓋率、各部位沖擊次數(shù)、沖擊角度、暴露時(shí)間等，并最終計(jì)算表面殘余應(yīng)力結(jié)果。

新增功能點(diǎn)

2.1幾何測量功能

新的幾何測量功能針對模擬后產(chǎn)品的形狀尺寸進(jìn)行多方面測量，特別對于熱處理模擬的工件變形結(jié)果的測量，除傳統(tǒng)的整體變形尺寸的距離、角度及直徑測量和云圖顯示外，可直徑顯示變形后型面直線度、平整度、圓柱度和圓度結(jié)果。

2.2 新增微小流動(dòng)折疊缺陷預(yù)測

新的因材料表面流動(dòng)所引起的微小折疊缺陷預(yù)測，采用基于表面膨脹、總拉伸應(yīng)變或向內(nèi)流動(dòng)距離算法模型，無需傳統(tǒng)采用微小折疊部位細(xì)化大量網(wǎng)格的方法，采用較粗網(wǎng)格即可預(yù)測微小折疊位置，大大節(jié)省單元規(guī)模及計(jì)算時(shí)間。

2.3 新增幾何處理及網(wǎng)格劃分模塊

新增幾何處理及網(wǎng)格劃分模塊，具備多種幾何模型修改功能，能夠進(jìn)行靈活的幾何布爾操作、尺寸縮放，特別增加復(fù)雜幾何特征線的識別、刪除與建立，能夠劃分幾何細(xì)節(jié)特征處的網(wǎng)格，無需網(wǎng)格窗口。能夠?qū)缀芜M(jìn)行分割并實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜幾何的六面體網(wǎng)格劃分。根據(jù)特征線劃分的網(wǎng)格，小特征部位更加精確。對于形狀復(fù)雜、薄壁的熱處理工件幾何、增材工件幾何，采用幾何處理及網(wǎng)格劃分模塊則更加方便。

2.4 新增壓機(jī)彈性變形功能

壓機(jī)在鍛造過程中因鍛件結(jié)構(gòu)或擺放位置不對稱引起受力不均從而引起壓機(jī)彈性變形，并反向影響鍛造成形過程。壓機(jī)彈性變形功能可預(yù)測鍛造過程模具傾斜及其對工件尺寸和幾何形狀的影響，能夠獲得壓機(jī)各向載荷、扭矩，壓機(jī)速度變化、轉(zhuǎn)動(dòng)角度，壓機(jī)彈性變形。

2.5 新增微小孔洞及夾雜子模型

軋制工藝、自由鍛工藝中，毛坯內(nèi)部往往存在微小縮孔、剛性及柔性夾雜物等缺陷。較早版本只能采用在毛坯內(nèi)部建立孔洞、設(shè)置夾雜物材料區(qū)域，因基體模型尺寸與微小缺陷存在很大差異，很難在網(wǎng)格模型內(nèi)部建立準(zhǔn)確的孔洞及夾雜物模型。新的微小孔洞及夾雜物子模型算法，先采用宏觀成型過程計(jì)算，再將計(jì)算過程導(dǎo)入到微小孔洞及夾雜物子模型分析模塊，建立微小區(qū)域的子模型結(jié)構(gòu)，從而將計(jì)算目標(biāo)集中于孔洞及夾雜物微小區(qū)域，獲得準(zhǔn)確的微小缺陷變化結(jié)果。

2.6 新增模具疲勞壽命分析

模具壽命由模具溫度、模具磨損及模具應(yīng)力疲勞等多種因素決定。V12版本能夠通過cycle功能計(jì)算模具在N次成形后的溫度、磨損及應(yīng)力累積結(jié)果。V13+已經(jīng)新增根據(jù)S-N及E-N疲勞算法計(jì)算模具疲勞壽命的功能。在計(jì)算N次成形循環(huán)后，通過溫度、磨損或應(yīng)力的數(shù)據(jù)提取，采用擬合S-N或E-N曲線數(shù)值進(jìn)行磨損及應(yīng)力疲勞壽命的預(yù)測。

2.7 增強(qiáng)擠型模塊模具結(jié)構(gòu)調(diào)整設(shè)計(jì)功能

擠型模具設(shè)計(jì)對鋁型材擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量起著決定性作用，其中定徑帶長度的參數(shù)設(shè)計(jì)是重要因素之一。新增模具結(jié)構(gòu)調(diào)整功能通過在模具邊緣上的定徑帶控制點(diǎn)來調(diào)整定徑帶長度輪廓。新的功能利用二維定徑帶長度輪廓中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)提供定徑帶控制點(diǎn)的默認(rèn)設(shè)置，從而簡化定徑帶控制點(diǎn)定義的過程，特別對于復(fù)雜的模具幾何形狀來說將更為方便。

2.8新增雙相CA微觀相圖定義

新的CA元胞自動(dòng)機(jī)考慮多種機(jī)制（動(dòng)態(tài)回復(fù)再結(jié)晶、靜態(tài)回復(fù)再結(jié)晶、亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和晶粒生長），同時(shí)微觀晶體結(jié)構(gòu)（面心立方、體心立方和密排六方）及真實(shí)的晶粒取向。新版本CA法能夠定義單相、雙相初始晶粒分布相圖，支持EBSD微觀相圖的導(dǎo)入作為晶粒演變的初始晶相。

新增算法

3.1新增FLD鈑金成形失穩(wěn)算法

新的鈑金沖壓采用六面體單元，在拉伸失穩(wěn)計(jì)算預(yù)測方面，可輸入材料的FLD成形極限云圖。在前處理材料破壞準(zhǔn)則或后處理FLD結(jié)果里均可輸入FLD橫向及縱向應(yīng)變數(shù)據(jù)，預(yù)測沖壓拉伸后不同位置的裂紋、起皺、拉伸不足等缺陷。

3.2 新增2D多核計(jì)算算法

V13.1+版本增加2D模塊的多核并行算法，2D多核計(jì)算隨核數(shù)不同，加速效率提升50%-120%，大大降低復(fù)雜模型的計(jì)算時(shí)間。

3.3 新增旋轉(zhuǎn)成形雙區(qū)域算法

對于旋轉(zhuǎn)成形如旋壓、旋鉚、擺碾、滾齒等工藝，早期版本采用lagrange算法存在速度較慢，網(wǎng)格發(fā)生大畸變從而引起多次網(wǎng)格重劃分，造成較多的計(jì)算時(shí)長。在一些旋轉(zhuǎn)成形計(jì)算中，V12開始采用ALE算法，大大降低了計(jì)算時(shí)間。最新推出的雙區(qū)域算法，可采用局部一定角度范圍內(nèi)的模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)成形計(jì)算，計(jì)算區(qū)域與其他環(huán)形區(qū)域?qū)崿F(xiàn)雙區(qū)域鏈接，僅通過計(jì)算較小角度范圍內(nèi)的變形區(qū)域來預(yù)測完整環(huán)形區(qū)域結(jié)果。采用雙區(qū)域算法大大降低了計(jì)算規(guī)模，節(jié)省計(jì)算時(shí)長。

3.4 新增CFD熱處理流動(dòng)傳熱算法

以往的熱處理分析，例如在爐內(nèi)、淬火液等熱處理介質(zhì)中，均采用等效傳熱邊界及傳熱系數(shù)進(jìn)行升溫或冷卻計(jì)算。對于因介質(zhì)流動(dòng)所引起的工件各位置介質(zhì)溫度和傳熱較大變化的情況則難以精確計(jì)算。新增CFD流體算法，可將空氣、液體介質(zhì)建立流體模型，采用實(shí)際流體材料參數(shù)及熱屬性參數(shù)進(jìn)行工件換熱計(jì)算，計(jì)算過程考慮介質(zhì)的流動(dòng)現(xiàn)象和溫度變化，從而使得熱處理過程更加符合實(shí)際現(xiàn)象。

3.5 新增材料數(shù)據(jù)庫基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的材料流動(dòng)應(yīng)力計(jì)算

DEFORM在V12之后推出了基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)訓(xùn)練功能，對于材料數(shù)據(jù)庫中缺少的鋼鐵材料，通過輸入鋼的各元素合金成分以及設(shè)定材料的溫度、應(yīng)變率及應(yīng)變范圍，計(jì)算新的材料流動(dòng)應(yīng)力曲線，新的應(yīng)力數(shù)據(jù)可以用于新材料的成形模擬計(jì)算。

3.6 新增粉末材料本構(gòu)算法模型

新的粉末成形分析可采用粘彈性、彈塑性、粘彈塑性本構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，新的本構(gòu)通過DEF_POROUS.DAT文件，可選擇設(shè)置Green、Oyane、Shima-Oyane、Modified Gurson及Kuhn-Downey模型。

3.7 新增裂紋預(yù)測本構(gòu)算法模型

V13+版本以及將裂紋算法模型增加至20種以上，包括Johnson-Cook、Mohr-Coulomb、Hosford-Coulomb等裂紋模型，可用于切削加工工藝、楔橫軋內(nèi)部裂紋產(chǎn)生等過程。

3.8 新增Inter Fortran Compiler編譯算法

DEFORM V13.0之前的版本僅支持Absoft Fortran編譯器，最新版本可采用Inter Fortran編譯器進(jìn)行求解器開發(fā)文件的編譯。相對于Absoft編譯器，Inter編譯器在計(jì)算速度上更加優(yōu)異。當(dāng)采用CG算法或Mumps并行算法時(shí)，新的編譯器模擬速度約提升10%-70%。

3.9 新增GPU加速算法

V13.1版本可采用新的GPU算法提升計(jì)算速度，對于不同核數(shù)的GPU計(jì)算速度將提現(xiàn)不同的加速效果。一般情況下計(jì)算速度約為CPU速度的2-4倍。

總結(jié)

本及未來版本的進(jìn)一步研發(fā)推出，DEFORM將變得更為強(qiáng)大。上述內(nèi)容為主要的新增技術(shù)功能，如需詳細(xì)了解，可關(guān)注2023DEFORM用戶大會等相關(guān)內(nèi)容。