Программные средства для моделирования сварочных процессов

Опубликовал Василий Болдырев

Развитие программных средств позволяет по-новому организовать сварочное производство. Использование современных компьютерных технологий для комплексной автоматизации всех аспектов сварки, включая моделирование протекающих в металле процессов, позволит быстро находить оптимальные технологические решения при значительном снижении ресурсоемкости. Решение не только прикладных, но и аналитических инженерных задач является, в частности, основой создания надежных сварных соединений. Расчет прочности, долговечности, жесткости сварных конструкций, моделирование тепловых и металлургических процессов, конструирование оборудования целесообразно и удобно проводить с помощью программных продуктов на основе систем САЕ (Computer Aided Engineering — инженерные расчеты с использованием компьютерных программ).

Системы САЕ можно разделить на два класса в зависимости от сложности решаемых задач и квалификации пользователя. Большой класс САЕ-программ ориентирован на рядового технолога и позволяет решать отдельные прикладные задачи для выбранного вида сварки — расчет параметров режима сварки, определение расхода сварочных материалов, прогноз ожидаемых механических свойств металла шва и зоны термического влияния, прогноз размеров сварного шва и т.п. Алгоритмы таких программ основаны на простых аналитических зависимостях и эмпирических моделях.

Немногочисленный, но важный класс САЕ-программ ориентирован на высококвалифицированных пользователей — аналитиков — и позволяет решать на конечно-элементных сетках комплексные задачи: численное моделирование процессов тепло- и массопереноса, физико-химических реакций и металлургических процессов, анализ электрических полей и напряженно-деформированного состояния изделия и т.п. В этих случаях вычислительным ядром компьютерной программы решается система соответствующих дифференциальных уравнений, описывающих различные по природе явления, численными методами.

К указанному классу программ могут быть отнесены: комплекс SPOTSIM, BUTTSIM, MAGSIM, LASIM, CUTSIM (ComHighTech — международный научно-образовательный центр «Компьютерные высокие технологии в соединении материалов», Россия); SysWeld (ESI Group, Франция); SOAR (Sandia Optimization & Analysis Routines for automated welding — национальная лаборатория Министерства энергетики США); SORPAS (Swantec, Дания); VirtualArc (ABB, Швеция). Прочность, жесткость, долговечность, устойчивость сварных конструкций анализируют в универсальных САЕ-системах ANSYS, NASTRAN, имеющих специальные средства и возможность исследовать объемные, оболочковые или стержневые конструкции.

Категории: Справочник

Добавить комментарий