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制造工艺仿真

长期以来，航空企业对于工艺的改进主要依靠经验和试验，缺乏一套专业的、有效的方法和手段。随着计算机技术和CAE技术的快速发展，在国际先进的航空企业中工艺仿真逐渐成为控制设计、制造过程并预测产品早期服役可能出现问题的最好解决方法。工件从设计到加工的过程中，单凭经验、依靠反复的实物试验验证的传统的制造方法,已经远远不能满足快速适应市场变化和增强市场竞争力的需要了。实际上，加工工艺仿真好似一个在计算机上完成成型试验、检查产品加工工艺可行性和加工产品质量的数值实验室。从每一次的数值实验中可以获得很多信息，分析后可找出影响产品质量的各项因素，经过逐个修改，反复试算，终可优化出成型产品的最佳工艺过程、工艺参数和材料参数。工艺师借助工艺仿真软件完成多次数值仿真实验后，也能积累丰富的技术经验，提高技术水准。

解决方案

海克斯康公司拥有多个适于各种加工过程仿真的CAE软件，如Marc，Simufact、Digimat等。其中Marc是全球第一个高级商用非线性有限元软件，具有处理大变形几何非线性,材料非线性和包括接触在内的边界条件非线性以及组合的高度非线性的超强能力；拥有高数值稳定性、高精度和快速收敛的高度非线性问题求解技术； Marc卓越的网格自适应技术，既保证计算精度，同时也使非线性分析的计算效率大大提高；Marc基于区域分解法的并行有限元算法，能够最大限度实现有限元分析过程中的并行化，并行效率可达准线性甚至线性或超线性。Marc可用于各种类型的加工过程仿真，如板材成形、体积成形、吹制、焊接、粉末冶金成形、热处理、数控加工、切削、切割。

Simufact.forming是主要用于金属塑性成形、焊接、机械连接和热处理仿真分析的专业工艺仿真软件。能仿真的主要工艺类型可以分为：冷热镦、冷热锻、冷热挤压、拉拔、开式模锻、闭式模锻、钣金成形（冲压、深冲、压印成形、折弯、翻边、冲裁等）、旋压、碾压、开坯锻（自由锻、芯棒拔长、径向锻造、马杠扩孔等）、板材轧制、线材轧制、型材轧制、管材轧制、立式环轧、卧式环轧、热处理（正火、回火、退火、淬火、感应加热、感应淬火等）、机械连接、摩擦焊、电阻点焊、模具应力分析等。Simufact.forming按照成形工艺分类，分了冷成形、热锻、钣金成形、轧制、环轧、自由锻（开坯锻）、热处理、机械连接、压力焊接、通用，方便用户按照自己的工艺类型选择工艺，软件按照不同的工艺类型推荐了对应的默认参数、求解器设置、求解增量步等，即不需要深入了解有限元的理论，即可使用软件进行分析，更易使用。

Simufact.welding 是一款专业的焊接模拟仿真软件，可以对复杂结构以及装配体的焊接过程进行模拟仿真分析，能够对温度场进行分析预测最高温度以及热影响区，同时能够准确的预测焊接变形及残余应力，帮助用户发现工艺方案的问题并制定恰当的改进策略，以便将变形程度与残余应力降低到最小，从而达到指导焊接工艺优化设计的目标。Simufact.welding能够根据真实的工装几何形状的运用，协助探索最优的工装设计；与此同时也将夹紧力纳入了考察范围。通过运用Simufact.welding，可以分析对比不同焊接顺序以及其他焊接工艺的对焊接质量的影响，最终确定最佳的焊接顺序等工艺参数。Simufact.welding可以协助用户实现工艺优化设计的功能，具备工艺快速复制功能，复制后工艺人员可以根据实际的工艺方案进行工艺的修改，包括：工装夹具、焊接顺序、焊接参数等。提交计算后可以在同一个界面进行不同工艺方案的结果的对比，有助于工艺人员选择合适的工艺条件并选择优化的工艺参数，快速工艺复制功能大大的节约了工程师的建模时间。

Digimat是专注于多尺度复合材料非线性材料本构模型预测和材料建模的商用软件包，能模拟/预测复合材料结构固化翘曲变形规律；能够建立多尺度固化动力学模型；能够考虑制造工艺参数（铺层方向分布等）对结构固化的影响；能够基于固化动力学模型预测复合材料部件固化回弹。

海克斯康的制造工艺仿真方案已在国际、国内得到广泛的应用，成为全球著名公司开发新产品、设计新加工工艺不可或缺的必备工具。