Simufact

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义项:金属成形仿真软件

Simufact 是德国 Simufact Engineering GmbH 开发、现由海克斯康制造智能事业部运营的金属加工工艺仿真软件系列,基于有限元法,面向金属成形、连接、焊接与金属增材制造等工艺[1]。它可对从下料、制坯、多工步塑性成形、冲孔、裁边到热处理、机械连接与焊接的完整工艺链进行模拟[1]。产品线主要包括 Simufact Forming、Simufact Welding 与 Simufact Additive[1]。

百科 图文
目录
  1. 定义
  2. 原理
  3. 发展历程
  4. 应用
  5. 局限
  6. 参见

定义

Simufact 是一套面向金属加工行业的制造工艺仿真软件,属于计算机辅助工程类工具。其覆盖范围包括金属体积成形与板料成形、机械连接与热连接、焊接以及金属增材制造[2]。软件以有限元法为基础建立工艺模型,可对成形缺陷、微观组织、模具受力与材料流动,以及常规热处理和感应加热过程中的材料性能变化作出预测[1]。

原理

Simufact 的成形类产品采用模块化结构,由一个公共的 Forming Hub 提供各应用模块共用的功能,包括图形操作界面、有限元求解器与有限体积求解器,以及材料数据库 Simufact Materials,该库收录轻金属、各类钢、铜合金、铜锌合金、锌合金与高温合金等材料数据[3]。求解器方面,软件把非线性有限元求解器 MSC.Marc 与瞬态动力学求解器 MSC.Dytran 整合在一起,同时提供有限元法与有限体积法两种建模求解方式[4]。

有限体积法采用固定在空间的欧拉网格,单元由节点连接,节点在空间上保持不动,因此适合描述材料的大变形流动,并可回避三维网格重划分问题[4]。相关技术资料称,用有限体积法求解高度非线性的大变形问题时,计算效率可较传统有限元法提高约 5 至 10 倍[4]。

物理相互作用的定义是建模的关键环节。摩擦通过赋给模具的摩擦对象来描述,用户可从多种摩擦定律中选择,参数可手动设置,也可使用自动计算功能,而该自动功能仅对一般钢种开放;热性能则通过为每个部件指定温度对象来定义,软件给出默认系数,其中一部分支持自动计算。

发展历程

Simufact 的开发方于 1995 年由 Michael Wohlmuth 与 Hendrik Schafstall 共同创办,最初名为 FEMUTEC Engineering GmbH,是德国联邦国防军大学的衍生企业,以金属成形工艺仿真为主业[5]。公司早期是 MARC 与 MSC.Software 的开发及销售伙伴,在德语区承担软件销售与工程服务[5]。2006 年底,该公司接管了 MSC.Software 的金属成形业务,即 MSC.SuperForm 与 MSC.SuperForge,并在这一基础上推出 Simufact.forming[6]。

2008 年,公司更名为 simufact engineering gmbh[5]。焊接仿真产品 Simufact.welding 自 2006 年起开始开发,2012 年推出可供销售的版本[6]。2015 年 2 月,公司与 MSC Software 合并[6]。增材制造方向的 Simufact Additive 则在汉诺威 EuroBLECH 展会上首次公开[7]。

2017 年 4 月,Hexagon 完成对美国 CAE 企业 MSC Software 的收购,Simufact 随之归入其制造智能事业部[8]。2018 年 6 月,Michael Wohlmuth 将首席执行官职务交给原技术总监 Hendrik Schafstall[9]。

应用

Simufact 的用户主要集中在汽车工业、机械制造、航空航天以及为这些行业配套的供应商企业[6]。典型应用场景包括热锻造、冷成形、板料成形、轧制与环轧、自由锻、机械连接、热处理、多种焊接工艺以及增材制造[10]。

成形类产品可模拟镦粗、挤压、拉深、冲裁、精冲、滚压成形等具体工序,用于预判开裂风险区域、壁厚分布与成形力[7]。软件的计算结果可与铸造软件 Magma、ProCAST 对接,从而把铸、锻、焊与热处理纳入同一条工艺链进行仿真[11]。

在增材制造方向,Simufact Additive 面向金属粉末床熔融与金属黏结剂喷射工艺,可预测并补偿打印、热处理、切割、热等静压和铣削钻孔等环节的变形与残余应力[12]。焊接类产品则用于弧焊、激光焊、电子束焊、钎焊、电阻点焊以及直接能量沉积等工艺的建模与优化[12]。

局限

计算结果对输入数据的依赖较强。摩擦参数需要用户自行选定摩擦定律并加以设定,自动计算的功能只对一般钢种开放;热物性系数虽有默认值,仍须由用户为各部件指定温度对象后方可定义传热关系。

在功能边界上,标准压机模型只能使模具沿 z 轴或负 z 轴方向运动,若需要其他方向的运动,必须改用表格运动类的压机类型。用于自动定位工件与模具的子阶段功能,在有限体积仿真以及部分有限元工艺中并不能全部使用。

此外,项目保存不设撤销功能,建模过程中的操作无法回退,需要用户频繁手动保存[13]。

参见

  • 有限元法 —— Simufact 建立工艺模型所依据的核心数值方法。

  • 有限体积法 —— 该软件用于模拟大变形材料流动的另一种求解方式。

  • MSC Software —— Simufact 曾隶属的计算机辅助工程软件企业。

  • 海克斯康 —— 2017 年后 Simufact 所属的企业集团。

  • 增材制造 —— Simufact Additive 所服务的制造工艺。

  • 锻造 —— Simufact Forming 的主要应用领域之一。

参考资料

  1. Simufact金属加工工艺仿真_工艺仿真_海克斯康制造智能官网 . hexagonmi.com.cn [引用日期2026-09-29]
  2. 集成解决方案·Simufact . mscsoftware.com.cn [引用日期2026-09-29]
  3. Forming Hub . simufact.de [引用日期2026-09-29]
  4. simufact.forming . feko.cc [引用日期2026-09-29]
  5. AM-VPD09-031 . mscsoftware.com [引用日期2026-09-29]
  6. INTERVIEW . simufact.de [引用日期2026-09-29]
  7. FACHBEITRÄGE . simufact.de [引用日期2026-09-29]
  8. Completion of Hexagon's acquisition of MSC Software . hexagon.com [引用日期2026-09-29]
  9. CEO Transition at Simufact Engineering . additivemanufacturing.com [引用日期2026-09-29]
  10. PRESS RELEASE . simufact.com [引用日期2026-09-29]
  11. 燃动六月,Simufact将携旗下解决方案强势登陆两大展会_新闻中心_海克斯康制造智能官网 . hexagonmi.com.cn [引用日期2026-09-29]
  12. Simufact – Simulating Reality, Delivering Certainty . mscsoftware.com [引用日期2026-09-29]
  13. Simufact Forming 2024.3 . hexagon.com [引用日期2026-09-29]
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红色的还不存在。红链不是错误——它标出"这个概念被引用了但还没人写"。