transvalor forming solutions FORGE NxT 4.0 简体中文版（Multilingual edition）

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完全自动化您的成型过程模拟工作流程    

让我们从 NxT 4.0 中最具创新性的功能之一开始：Python API。

Python API 旨在自动执行您过去在界面中手动输入的任何操作。 Python 脚本允许在最少的人工干预下从头开始创建和计算模型，从而使该过程更安全、更可靠地避免人为错误。

例如，可以加载模板、管理对象、导入和生成网格、设置参数等等。此外，用户可以自动化后处理操作，例如绘图、自定义图例、结果显示和在多个窗口中同步等。

简而言之，这项新功能提高了用户的工作效率，最大限度地减少了数据设置和后处理时间，并减少了人为错误。

图 1. FORGE®与 Python API的集成

GUI 视图改进    

软件人体工程学是一个关键的开发重点。新的结果分析功能提供了更高效、更可定制的工作环境，包括：

• 张量的可视化（应力、应变、颗粒流等）
• 矢量显示的更多选项（“跳转到”选项、绘图模式、方面、比例、过滤器）
• 等值面和等体积的更多外观选项
• 图例文本的可自定义大小和颜色
• 能够调整和移动叠加图

图 2. 张量和向量的可视化

节省数据设置时间    

设置状态小部件 现在链接到所有操作，这意味着您可以双击警报窗口以查看关联的操作以检查或更改它。因此，用户可以在完成、检查或修改数据设置时节省时间。

通过局部重新网格化获得更高的精度和更少的计算时间   

在以前的版本中，当在计算过程中达到重新网格化标准时，例如在变形或周期（迭代次数）上，整个部分被重新网格化。该方法引入了状态场的数值扩散和体积损失。

我们开发了一种局部重新网格化算法，只针对质量较差的元素需要重新网格化的区域。

网格质量用于自动确定钢坯的哪些部分应该重新划分网格。由于重新划分网格的工作量减少，重新划分网格的次数占总计算时间的很大一部分。我们已经大大减少了大多数操作的计算时间。由于这些改进，重新划分网格的频率增加了，从而在整个操作过程中获得了更好的网格质量，因此求解器的收敛效果更好更快。

值得一提的是，我们通过减少并行计算约束和改进工具形状的捕获，大大提高了重新划分质量。

更准确地预测延性损伤    

另一个重要的改进是关于延性损伤的建模。已经开发出一种基于相场方法的新公式。与以前的 Kill-element 方法相比，它具有很多优势。没有更多的元素被删除，它们被切割和分裂，真正的裂缝是通过切割元素插入的。使用这种技术，可以比以前的模型更准确地预测复杂的裂纹扩展路径（见图 3）。

图 3. 延性损伤新模型

使用新的物理平均场模型预测微观结构演变   

微观结构分析是理解冶金现象的基础。该软件提供了 Johnson Mehl Avrami 方程描述的半经验方法来研究微观结构的演变。

我们的新应用程序DynamiX是一个界面，可让您在零件的某个部分的成型操作和热处理过程中轻松可视化晶粒尺寸演变和再结晶。

此应用程序应与后冶金求解器结合使用。

TRANSVALOR 提供基于粒度等级的平均场求解器，需要 DIGIMU® 许可证，但也可以将其与您自己的内部模型一起使用以对计算进行后处理。

图 4. 微观结构的后处理分析

优化您的制造过程：节省原材料，减少二氧化碳排放   

优化模块已经过重新设计并完全集成到图形用户界面中（见图 5）。该模块仍然与传统的 CAD 系统兼容，可以自动生成几何图形。改进了分析工作区，为优化结果提供了多种图形分析。它更方便，更人性化。用户可以制作多个图来研究每个参数对优化输出（成本函数，可最小化）的影响，并了解它们对过程的影响。

图 5. 优化结果的新分析工作区

在素材库中挑选你需要的   

在此版本中，FORGE® 包含 1,000 多个参考文献的综合材料数据库增加了40 种针对冷成型工艺的新材料。Z-mat 是Z-set 套件中的材料模型库，现在可以用作材料库的插件。

Z-mat 模型是通过组合不同的“积木”（及其各自的数学模型）构建的，例如屈服函数、流动规则和硬化规则，所有参数都可能取决于温度和时间。从塑性行为开始，用户可以添加粘塑性、蠕变行为、脆性和延性损伤，适用于小应变和大应变计算。这允许用户生成非常先进的本构法则，特定于给定的应用程序。

FORGE®、COLDFORM®/Z-mat 界面完全集成在 NxT GUI 中， 简化了仿真设置过程。可以在 NxT GUI 界面中交互式创建 Z-mat 材质：

更高级的用户可以使用高级编程语言 ZebFront（接近 C++ 语言）编写自己的砖块。

FORGE® 和 COLDFORM® 中使用的材料定律随后可用于结构分析，使用制造结果，例如残余应力和制造的几何形状。可以添加其他标准，以确定零件或模具的耐用性（疲劳寿命模型）。

COLDFORM® 冲压模拟使用 Z-mat 库中实施的 Bron-Besson 各向异性塑性屈服准则，专用于铝板。

轻松查看材料属性   

所有 Transvalor 解决方案都提供了一种专为所有应用程序读取和编辑材料文件而设计的新工具。材料数据工具允许从头开始为冷成型和热锻造、热处理、感应创建材料文件（图 6）。用户可以编辑和可视化材料属性和流动曲线。

图 6. 材质查看器

获得更快的结果   

2D 解算器已在此版本中重新设计和优化。多体和复杂模拟的速度明显提高。例如，工具堆栈计算大约需要 18 分钟，而之前版本需要 65 分钟（见图 7）。

图 7. 二维工具堆锻造模拟

一种全新的 2.5D 方法已被开发用于流动成型和旋压工艺，可以更快地得出结果（等效应变、力和应力）。

提高温度演变的准确性  

对热处理工艺进行了许多改进。在热和热机械模拟期间，用户将能够考虑不同对象（例如零件、模具、炉壁等）之间的辐射（图 8）。由于这一发展，温度演变将在加热、冷却和制造过程中得到准确预测。

图 8 – 由于辐射效应，几个小齿轮之间的热相互作用

预测氧化皮层的演变和剥落   

集成了一个预测氧化皮层生长和剥落的新模型（图 9）。该模型预测氧化材料厚度和材料损失及其在加热和制造过程中由于散裂现象而发生的变化。

图 9 – 氧化皮的预测

掌握您的渗氮工艺  

为了完成热化学过程的范围，已将氮化模板添加到图形用户界面。

图 10 – 渗氮过程模拟

碳和氮释放的比较 (520°C)：模拟与实验测量

丰富的铝热处理数据库  

丰富了用于铝合金热处理的材料数据库。已确定铝合金 7010、7175 和 6082 的淬火系数和 Shercliff-Ashby 参数。Jaffe Gorgon 模型用于预测低合金钢化学成分、碳率、回火温度和回火过程中的回火时间已经过审查，以提高准确性。

Transvalor 和 Quaker Houghton 正在合作改进锻造和热处理流体的性能。Quaker Houghton 的工业知识与 Transvalor 在过程模拟方面的专业知识相结合，为生产高质量组件、提高对制造过程的掌握程度，从而提高您的效率提供了新的机会。这种伙伴关系的第一个具体应用涉及选定的一组淬火剂的表征。在此版本中，淬火剂数据库得到了丰富。

预测感应器变形并节省感应加热和热处理模拟的 CPU 时间  

最后，生产线设计的一个关键方面是电感器的生命周期，它会遭受机械和热疲劳。

在以前的版本中，电感器被视为刚体。使用此版本，可以解决零件和电感器上的完全热机械仿真。它考虑焦耳热引起的热膨胀以及洛伦兹力引起的变形。准确预测温度演变和热影响区。由于这一发展，您将通过预测其变形来更好地设计您的电感器。

电磁方程解析中引入了有趣的更新，最多可将 CPU 时间减少 30%。

第一个更新是使用二阶方法解决电磁 PDE（偏微分方程）的时间积分问题，随着这一发展，电磁 PDE 具有更好的收敛性。第二个是网格 R-adaptation 的集成。

图 11 – 全热机械模拟

 现在为设计人员提供了许多新工具，以确保最高水平的可靠性和生产力，减少或消除过去昂贵的试错方法，加快开发和改进新产品和流程。我们希望您喜欢我们的新产品。