pobierz opis

OPROGRAMOWANIE INŻYNIERSKIE
PROGRAMY ESI - PAM
Technologia obróbki cieplnej i spawania: PROGRAM SYSWELD

Program SYSWELD jest unikalnym programem do trójwymiarowej symulacji technologii spawania i obróbki cieplnej metali. Dowolna obróbka cieplna czy też proces spawania powodują powstanie w materiale naprężeń i odkształceń residualnych wynikający zarówno ze zjawisk termicznych jak i z pochodnych zmian fazowych zachodzących w materiale. Program odpowiada na podstawowe pytania inżynierskie występujące przy obróbce cieplnej i spawaniu:

• czy wybrana obróbka cieplna da oczekiwane wyniki

• czy wybrany jest prawidłowy do oczekiwań typ materiału

• czy poprawnie zostały dobrane media hartownicze

• czy wybrane parametry procesu zapewniają uzyskanie odpowiednich tolerancji wynikowych parametrów materiału

• czy detal będzie posiadał odpowiednią twardość w wybranych przez konstruktora obszarach

• czy nie wystąpi podczas i po obróbce cieplnej lub spawaniu zjawisko pękania

• czy występujące po obróbce odkształcenia są dopuszczalne

• czy uzyskany poziom naprężeń residulanych po obróbce cieplnej jest dopuszczalny i prawidłowo umiejscowiony

• jak poprawnie mocować spawany detal

• jaka powinna być kolejność spawania złożonych konstrukcji

System jest systemem Metody Elementów Skończonych. Wykorzystywany model matematyczny uwzględnia zjawiska termiczne, metalurgiczne, elektromagnetyczne, dyfuzję wtrąceń i wynikowe zjawiska mechaniczne.  Uwzględnia sprzężenia pomiędzy:

• zmianami fazowymi a zastosowaną obróbką termiczną części

• zmianami fazowymi związanymi z efektami ciepła wewnętrznymi

• właściwościami termofizycznymi materiału a przemianami fizycznymi

• wymianą ciepła w materiale a jego właściwościami mechanicznymi

• zjawiskami elektromagnetycznymi w materiale a powstającymi strumieniami ciepła

Zainstalowane modele i bazy danych pozwalają na analizę zjawisk termo-metalurgicznych dla stopów żelaza i aluminium. Przy analizie zagadnień obróbki cieplej stali, wykorzystywany jest model przemiany fazowej zgodny z prawem Johnson-Mehl-Avrami'ego z uwzględnieniem prawa Koistiena-Marburger'a dla przemiany martenzytycznej. Przy modelowaniu obróbki cieplnej aluminium zastosowano dwa modele: dla stopów hartowanych dyspersyjnie oraz dla stopów utwardzanych przez krystalizację.

Analiza mechaniczna udostępniona przez program pozwala na wyznaczenie charakterystyk wytrzymałościowych materiału wynikających z zastosowanej obróbki cieplnej lub spawania oraz poziom przewidywanych stanów naprężeń i odkształceń residualnych.

Modelowane procesy spawalnicze uwzględniają wszystkie typowe technologie spawania jak spawanie łukowe, oporowe, laserowe z różnymi typami stopiwa. Do modelowania procesu spawalniczego wykorzystywane są algorytmy adaptacyjnego zagęszczania, rozgęszczania oraz narodzin, anihilacji i przecinania elementów siatki. Program dysponuje techniką łączenia elementów bryłowych i powłokowych pozwalających na modelowanie konstrukcji cienkościennych - np. blach karoseryjnych.

Obserwowane wyniki, to m.in. rozkłady temperatur, naprężeń, odkształceń, faz, wtrąceń, twardości materiału itp.

Program jest udostępniany w dwóch podstawowych konfiguracjach:

• obróbka cieplna obejmująca zagadnienia hartowania powierzchniowego (indukcyjne, laserowe, elektronowe) i "na wskroś" (bezpośrednie, austenityczne, martenzytyczne), odpuszczania, oraz obróbkę chemiczną: azotowaniem, i nawęglaniem

• spawanie obejmujące wszystkie podstawowe typy spawania spoiną ciągłą i punktową oraz zgrzewanie; 

Program przejmuje dane geometryczne z systemów CAD interfejsami IGES, STEP, siatki MES z typowych generatorów siatek. Wyniki obliczeń (obejmujące naprężenia i odkształcenia resztkowe) mogą być przejmowane do dalszych obliczeń (np. propagacji pęknięć) do innych systemów MES firmy ESI Group: SYSTUS (do badań inicjacji i propagacji pęknięć zmęczeniowych, PAMSTAMP - do analizy procesów tłoczenia blach spawanych i PAMCRASH - do analizy niszczenia konstrukcji spawanych..

System ma swoje implementacje w systemach operacyjnych UNIX i WNT.