多材料连接可能很复杂,不同的变量会影响过程的结果。现代工程团队根本不能依赖猜测——他们需要知道他们可以一次就把流程做好,不会失败。不仅如此,他们还需要在不影响准确性的情况下快速获得见解。
这就是我们改进SYSWELD解决方案的原因。SYSWELD是一款虚拟评估和验证软件,旨在支持工程团队进行多材料连接和焊接。
那么,虚拟评估和验证软件究竟做了什么,有什么优势呢?也许最重要的是,它在实践中是如何运作的?这是我们在研究SYSWELD的新功能和优势,然后探索该解决方案的两个实际案例研究时将要关注的内容。
简单地说,虚拟评估涉及以高精度模拟焊接或连接过程。该模拟整合了热、机械和冶金现象,以实现全面分析。使用此模拟生成的数据,工程团队可以更深入地了解他们正在使用的内容。
例如,虚拟评估和模拟可以提供有关材料特性、微观结构、温度分布、残余应力和焊接结构变形的信息。所有这些对于工程师来说都是宝贵的见解,因为他们寻求缩短上市时间并最大限度地降低成本。
在开发虚拟评估解决方案时,时间是一个不断考虑的因素。用户需要准确的结果和见解,但他们也在严格的生产计划下工作。因此,他们需要精确且快速地完成模拟。这是我们在开发最新版本的SYSWELD时试图解决的问题。
现在我们知道虚拟评估软件可以为焊接和连接项目做些什么,让我们更详细地了解ESI SYSWELD解决方案的新版本的细节。
SYSWELD已有悠久的历史,并被世界各地一些领先的工业组织所采用。与这些合作伙伴的合作让我们深入了解了工程团队需要从他们的模拟中实现什么。
该解决方案已经能够模拟电子束、激光和点焊等焊接过程。它还能够模拟许多热处理程序,包括渗碳、碳氮共渗和淬火。
对于SYSWELD的新版本,我们专注于在不损害结果准确性和可靠性的情况下加速模拟过程。传统上,工程团队使用仿真软件来实现准确的洞察,但可能会因为仿真速度缓慢而在交付周期上出现重大延误。
为了克服这个问题,并减少工艺设置和模拟所需的时间,我们将一些关键功能集成到SYSWELD解决方案中:
自动化机器算法减少了网格划分时间,帮助团队更快地完成模拟。
用户可以访问他们计划在数据库中使用的材料,而不需要自己输入所有这些数据。
由于直观的工作流程指导团队完成流程设置,该解决方案变得更加用户友好。
人工智能致力于优化焊接顺序,开发理想的焊接工艺。
该解决方案与其他模拟集成,提供了用于点焊断裂过程链模拟等的数据。
高求解器性能减少了计算时间,使复杂的模拟能够快速完成。
所有这些都意味着最终用户可以快速执行多个模拟。然后,他们可以优化工艺参数,并在最终焊接工艺之前做出正确的决定。团队可以设置模拟和计算运行,让它过夜,然后在早上第一件事就是看到结果。整个过程会快三到五倍。
这为不同项目类型的工程师带来了大量好处:
为了真正了解更新后的ESI SYSWELD在实践中是如何工作的,我们需要看看正在运行的软件。
法国勒芒工厂为雷诺集团的所有总装厂提供底盘部件和总成。这些部件可分为铸造或锻造部件,如制动盘和制动鼓,以及金属板部件,如副车架和车轴。
ESI SYSWELD解决方案用于创建第二类组件。
雷诺团队使用SYSWELD的新虚拟工作流程,在CAD中设计零件的几何形状和功能,然后使用网格模型模拟这些零件的物理特性。
当模拟运行时,它基于网格模型对过程进行热力学分析。接下来,这些数据被输入到结构分析中,以预测零件的整体结构完整性。分析完成后,设计团队对原始草稿进行了相应的更改。
由于虚拟工作流程的清晰性,雷诺团队实际上检测到了两个在经典耐久性分析中没有发现的热点。
雷诺团队需要能够在设计和制造过程的早期预测残余变形。SYSWELD是实现这一目的的理想选择,它对焊接过程进行建模,以便在过程完成后准确预测组件的最终形状。
在模拟过程中,勒芒团队能够进行调整,改变夹紧条件、焊接顺序和焊道方向,以获得最佳结果。扭曲被最小化,最终的组件形状被精确预测。
团队必须预测焊接过程中和焊接后的残余应力。在焊接过程中,应力集中水平可能达到危险水平,使组件和接头面临故障风险。借助SYSWELD提供的见解,雷诺团队可以调整不同的焊接工艺参数,如能量输入和焊接顺序,以限制应力集中水平并降低风险。
SYSWELD模拟还提供了有价值的应力水平数据,雷诺团队可以将其应用于标准耐久性分析。这使得预测每个组件的完整寿命变得更加容易。
雷诺已经在勒芒的运营中使用了ESI SYSWELD工具以及ESI的PAM-STAMP冲压模拟工具,效果显著。然而,未来的操作将带来有效模拟可以克服的新挑战。
随着雷诺将重点转向电动汽车,他们正在采用依赖于搅拌摩擦焊接和其他连接技术的新装配工艺。事实证明,ESI SYSWELD在预测这些新型电动汽车部件的变形和残余应力以及加快上市进程方面非常有价值。
要了解更多关于下一代虚拟评估软件在您自己的多材料连接和焊接过程中的优势,亲自查看模拟会更有帮助。在我们的媒体库中观看完整的演示文稿,包括SYSWELD案例研究的所有细节。
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Katharine Edmonds is a Content Marketing Specialist at ESI Group, and has spent the past 9 years working in marketing and communications for SaaS providers in the engineering and manufacturing industries. Katharine leans on her knowledge and experience of CAD, PLM and eXtended Reality (XR) technologies to create engaging and informative content that champions the benefits of virtual prototyping, and bridges the gap between complex technical subjects and a broader audience.