نرم افزار سوپر فورج SuperForge software چیست؟
نرم افزار Super Forge سوپرفورج یک نرم افزار تحلیلی تجاری فوق العاده قوی در زمینه مدل سازی و شبیه سازی فرآیند های شکل دهی دو بعدی و خصوصا سه بعدی می باشد.
نرم افزار سوپر فورج یک نرم افزار تخصصی جهت تحلیل فرآیندهای شکل دهی فلزات همچون فورجینگ ، اکستروژن و خمکاری می باشد.
به کمک نرم افزار سوپر فورج فرآیندهای مختلف آهنگری ، خمکاری و اکستروژن در حالتهای گرم و سرد قابل شبیه سازی می باشد.
نرم افزار سوپرفورج با قابلیت استفاده سریع و راحت و جواب های قابل قبولی برای طراحی در صنعت، می تواند جایگزین مناسبی برای روش های تجربی در صنعت شود.
از جمله ویژگی های مهم نرم افزار سوپر فورج کم بودن تعداد و در عین حال قابلیت های بسیار بالای ابزارها می باشد.
معرفی نرم افزار سوپر فورج Super Forge
نرم افزار سوپر فورج (SuperForge Software) محصول شرکت MSC.Software است.
مبنای کار نرم افزار سوپر فورج شاخه تحلیلی المان محدود می باشد که از طریق محیط گرافیکی بسیار ساده این نرم افزار با مدل فیزیکی ارتباط برقرار می کند.
توانایی بی نظیر در مدل سازی فرآیندهای شکل دهی سه بعدی، قابلیت اعتماد بسیار بالا، نتایج دقیق، سرعت بالای تحلیل، داشتن کتابخانه قوی مواد و نیز سادگی کار منجر به استفاده وسیع نرم افزار سوپر فورج در شرکت های بزرگ و کوچک مرتبط با قطعه سازی در سرتاسر دنیا (مثل شرکت تویوتا) شده است.
قابلیت های نرم افزار سوپر فورج چیست؟
نرم افزار سوپر فورج قابلیت گرافیکی بسیار خوبی دارد، یعنی تعریف پارامتر های مختلف اولیه مانند پرس همراه با شکل آن ها است و به راحتی می توان شرایط اولیه را برای فرآیند شبیه سازی تعریف نمود.
مراحل و قسمت های مختلف شبیه سازی در یک نمودار درختی قرار می گیرد و به راحتی می توان پارامترهای مختلف را انتخاب، تعویض و اصلاح کرد.
قابلیت طراحی اشکال هندسی اولیه در نرم افزار سوپر فورج ضعیف است. ولی به راحتی می توان اشکال هندسی را از سایر نرم افزار های طراحی CAD به محیط آن وارد کرد.
یکی دیگر از قابلیت های نرم افزار سوپر فورج ایجاد مش بندی خودکار در قالب و قطعه اولیه است. در نسخه اولیه، تحلیل مکانیکی را نمی توان بر روی قالب اعمال کرد و مش بندی قالب فقط برای تحلیل گرمایی در بحث انتقال حرارت صورت می گیرد. در واقع قالب یک جسم صلب فرض می شود. در نسخه های بعدی قابلیت تحلیل مکانیکی قالب هم به آن اضافه شد و اگر مایل به تحلیل قالب باشیم باید خواص مکانیکی قالب را هم تعریف کنیم.
در نسخه اولیه نرم افزار سوپرفورج فقط امکان حرکت انتقالی قالب در راستای بالا و پایین وجود دارد و ناچارا فرآیندهای شکل دهی که نیاز به حرکت دورانی قالب است مانند نورد را نمی توان با آن شبیه سازی کرد. این مشکل در نسخه های بعدی مرتفع گردیده است و امکان حرکت دورانی قالب هم اضافه شده است.
به این ترتیب اغلب فرآیند های معمول شکل دهی فلزات را می توان به کمک نرم افزار سوپر فورج مدل کرد.
از دیگر قابلیت های سوپر فورج خروجی نتایج به صورت شکل، نمودار، انیمیشن و برش مقطع است، می توان تعداد دفعات نحوه خروجی اطلاعات را در حین اجرای برنامه به دلخواه تنظیم کرد و توزیع هر پارامتر خروجی که مایل باشیم بر روی شکل سه بعدی تغییر شکل یافته در هر مرحله ای از عملیات شکل دهی مشاهده کنیم.
ویژگی ها و امکانات نرم افزار سوپر فورج SuperForge چیست؟
از ویژگی های نرم افزار سوپر فورج امکان اندازه گیری ابعاد قطعه کار در هر مرحله از شکل دهی میباشد. و می توان فاصله بین دو نقطه دلخواه را اندازه گرفت.
این نرم افزار بیش از ده خروجی شامل تنش موثر، تنش در راستای هر یک از محورها، کرنش موثر، کرنش در راستای هر یک از محورها، درجه حرارت، فشار، توزیع چگالی، فاصله عمودی سطح قطعه کار تا سطح حفره قالب و غیره را داراست.
در مورد اشکال متقارن می توان با تعریف صفحه تقارن فقط بخشی از شکل هندسی قالب و قطعه کار را مورد تحلیل قرار داد تا زمان اجرای برنامه کاهش یابد. مثلا اجسام با تقارن محوری را می توان با یک قطاع ۳۰ درجه تحلیل کرد.
از دیگر قابلیت های نرم افزار امکان تحلیل دو بعدی است. در مورد اجسام با تقارن محوری و یا اگر بخواهیم یک صفحه با شرایط کرنش مسطح (صفحه ای) از یک جسم را تحلیل کنیم می توان از تحلیل دو بعدی که زمان بسیار کم اجرا را نیاز دارد، استفاده کرد.
از دیگر ویژگی های نرم افزار SuperForge امکان شبیه سازی فرآیندهای شکل دهی چند مرحله ای است، مانند فرآیند آهنگری چند مرحله ای که در هر مرحله شکل جسم کامل تر می شود. برای تعریف هر مرحله می توان شکل نهایی قطعه کار در مرحله قبل را به عنوان شکل اولیه مرحله جدید تعریف کرد. در این صورت شرایط اولیه مانند دما به طور خودکار از مرحله قبل بازخوانی می شود. سطوح کوچکی که سطح جسم را احاطه کرده اند، در طی اجرای برنامه بر اثر تکنیک افزایش تفکیک پذیری بسیار زیاد می شود.
در فرآیندهای چند مرحله ای اگر قطعه کار از مرحله قبل با همان سطوح در مرحله جدید مورد تحلیل قرار گیرد زمان محاسبات افزایش چشمگیری می یابد. به این دلیل این امکان وجود دارد که قبل از شروع مرحله جدید سطوح کوچک را اصلاح کنیم و تعداد آن را کاهش دهیم. این عمل را می توان در حین اجرا برای قطعات پیچیده نیز انجام داد تا محاسبات راحت تر انجام شود.
از دیگر امکانات نرم افزار Super Forge امکان شبیه سازی سرد شدن قطعه کار در تماس با قالب و محیط قبل و بعد از عملیات شکل دهی می باشد. به این ترتیب می توانیم کنترل بهتری روی دمای قطعه کار به خصوص در فرآیندهای چند مرحله ای داشته باشیم.
دلیل عمده سرد شدن قطعه داغ مدت زمان تماس با سطح قالب در قبل و بعد از هر مرحله عملیات شکل دهی است.
قابلیت هایی که از نسخه 2002 به نرم افزار Super Forge اضافه شده است امکان تحلیل فرآیند به روش اجزای محدود است. هم چنین می توان از روش حل با معادلات درجه اول یا درجه دوم استفاده کرد که در صورت استفاده از معادلات درجه دوم زمان محاسبه بسیار زیاد می شود. در موقع شبیه سازی می توانیم هر مقدار درصد از زمان اجرای تحلیل را به یکی از روش های دلخواه حجم محدود درجه اول، درجه دوم و یا اجزای محدود اختصاص دهیم. در حالت پیش فرض تمام تحلیل ها بر اساس حجم محدود درجه اول انجام می شود.
همچنین در نسخه جدید نرم افزار سوپرفورج امکان شبیه سازی خطوط جریان مواد البته برای اشکال ساده است. این کار توسط نقاط بسیار زیادی چسبیده به سطح فلز اولیه که همراه جریان فلز جا به جا می شوند صورت می پذیرد.
سوپرفورج دارای یک مرجع یا کتابخانه از مواد تعریف شده است که در هنگام تعریف شبیه سازی می توان از آن استفاده کرد. به جای تعریف خواص مواد به صورت دستی یک ماده مشخص را از کتابخانه به محیط نرم افزار باز خوانی می کنیم. در نسخه جدید نرم افزار سوپرفورج این کتابخانه تکامل زیادی یافته است و شامل مواد آهنی و غیر آهنی زیادی شده است. به غیر از خواص مواد هر پارامتر دیگری از شرایط اولیه که یکبار تعریف کردیم را می توان در کتابخانه ذخیره کرد و در شبیه سازی های بعدی مورد استفاده قرار داد.
اساس کار این نرم افزار تحلیل به روش حجم محدود و مدلسازی لاگرانژی است. در مدلسازی لاگرانرژی، مواد به همراه المان های ایجاد شده حرکت کرده و شرایط مرزی مورد نظر اعمال می شود. در مدلسازی فرآیندهای شکل دهی فلزات یکی از عمده ترین مشکلات، تغییر شکل بیش از حد المان ها و خارج شدن شکل آن ها از شرایط تحلیل می باشد. لذا در این مدلسازی ها نیار به مش بندی مجدد در حین فرآیند وجود دارد، که این کار در نرم افزار سوپر فورج به طور خودکار انجام می شود. در روش حجم محدود المان های حجمی، تقسیمات ساده ای از فضا می باشند و بوسیله نقاط اتصالی تعریف می شوند. این نقاط در فضا ثابت بوده و لذا شبکه حجم محدود نیز به صورت یک محدوده ثابت مرجع عمل می نماید و مواد از بین المان ها با حجم ثابت حرکت نموده و جرم، اندازه حرکت و انرژی از هر المان به المان دیگر منتقل می شود. در نتیجه برای حرکت مواد نیازی به شبکه بندی مجدد نمی باشد.
یکی دیگر از قابلیت های نرم افزار سوپر فورج مجهز بودن آن به برنامه های پیش پردازنده است.
برنامه های پیش پردازنده برای تهیه اطلاعات ورودی نوشته شده اند. این برنامه ها قادرند تا تنها با دادن شکل هندسی جسم مورد نظر، عمل شبکه بندی را انجام دهند و مختصات و اطلاعات مربوط به المان ها را مشخص کنند و از این رو، به طور قابل توجهی از حجم کارهایی که توسط تحلیل گر باید صورت گیرد، می کاهند.
برنامه های پس پردازنده نیز برای پردازش اطلاعات خروجی نوشته شده اند. این برنامه ها اطلاعات خروجی را می گیرند و آن ها را به صورت نمودار و شکل های مختلف عرضه می دارند.