背景概述

无论是工业4.0还是先进制造2025，均要求制造业的工艺制定、制造环节的数字化和信息化水平有大幅提升，企业亟需具备解决问题的“核心能力”，并实现工艺制定方式的创新与升级。

为此，翔博科技构筑了基于CAE技术的多工艺连续仿真及工艺诊断能力、基于XRD技术的残余应力检测与量化评估能力，以及基于模态宽频与频谱谐波时效技术的残余应力控制能力，以及由上述三种能力构成的三位一体的“残余应力与变形控制核心能力”。

功能及特色

特色如下：

1、目的性强，不盲目：仿真与检测相结合,全面评估工件内部残余应力的分布和演化,针对性实施工艺优化与应力均化消除措施，不盲目;

2、手段科学，效果有保证：CAE仿真,深入分析工件变形的影响因素、作用机理和关键环节,科学使用工艺优化与应力均化消除措施，应力和变形控制效果更有保证;

3、 节约时间和成本：相较于试错式工艺改进的一次次实物实验，基于CAE仿真技术的工艺优化方法更高效、更经济;

4、成果丰富，附加值高：不仅帮助客户控制工件的应力与变形，还为客户呈现工件内部残余应力的分布与演化、剖析变形的成因和工艺优化的原理。

具体应用场景

【焊接工艺仿真】

⑴、基于温度-位移(热力耦合)仿真类型，预测焊接及热影响区范围，明确焊后应力及变形分布状态;

⑵、运用热源子程序方法，优化筛选焊接热源及工艺参数(如热源形状尺寸、热源行进速度、焊接电流电压);

⑶、针对复杂结构件，结合多种仿真方法，对工件结构进行优化调整，同时筛选合理焊接顺序和工装夹具;

电子束焊接温度场模拟结果与实际坡口对比图

管道焊接模拟等效应力结果

【锻造工艺仿真】

(1) 冷、温、热锻的成形和热—位移耦合分析;

(2) 预测充型填充不足、折叠、飞边等缺陷;

(3) 评估成形过程中，模具磨损情况;

(4) 预测模锻力;

(5) 预测残余应力。

模锻案例图

【环轧工艺仿真】

(1)环件毛坯尺寸设计;

(2)已知：环件毛坯尺寸，环件成品尺寸，轧辊尺寸，若干基本的边界条件，实现：

矩形截面，盘类环件(高度/半径<1)，径—轴向轧制，筒锻；

输入毛坯/成品冷态尺寸，轧制温度，自动形成热态尺寸模型；

参数化建模、自动装配；

轧制曲线自动规划(独有的轧制曲线自动规划技术)。

(3)参数输入工艺合理性检查

(4)环件成品信息统计、评价指标输出：终轧设定尺寸(热态)，环件中间过程工艺参数，终轧仿真尺寸(热态)，偏心量，等效塑性应变标准差(SDP)，温度标准差(SDT)，椭圆度(C1)

(5)输入各轧辊实际位移(或速度)曲线，模拟实际轧制工况

环轧仿真结果

【热处理工艺仿真】

(1) 可以模拟的热处理典型工艺有：淬火、固溶、时效、渗碳、渗氮等;

(2) 采用热—位移耦合分析法，研究热处理过程中的热应力;同时，为后续制造工艺过程仿真，提供初始残余应力;

(3) 表格化实现加热、冷却过程，以适应热处理工艺的实际需要;

(4) 内置多种换热系数，以实现仿真模型的快速设置。

【喷丸强化工艺仿真】

通过对试件局部进行喷丸强化仿真，获得应力沿层深的分布曲线，通过实验设计(DOE)，及回归分析优化喷丸强化工艺参数，将喷丸强化应力分布规律映射至目标工件上。从而优化喷丸强化工艺参数，评估目标工件的喷丸强化效果。

随机弹丸(干)喷丸强化有限元仿真模型

实际工件等效应力云图(应力映射后)