virfac是制造工艺仿真软件，模块包括焊接、机加工、热处理、3D打印和裂纹扩展。

总体介绍

VIRFAC（THE VIRTUAL FACTORY）

驱动制造创新

     GeonX开发稳健和强大的软件包支持制造工程师的日常设计任务。从设计室到工厂，VIRFAC（虚拟工厂）提供准确、强大和企业级虚拟制造平台。使虚拟制造成为现实是GeonX的使命。

　　经过来自专注于先进计算方法的CENAERO研究中心工程师十年的开发，GeonX将这些方法集成到当今产品开发环境中，并推广其新一代制造软件VIRFAC，由MORFEO（面向制造的有限元工具）引擎支持。这个创新的软件开创了从瞬态模拟和装配工艺到结构响应的全生命周期仿真。

      VIRFAC采用最现代的面向对象编程技术构建，特别设计成能够处理大型及复杂结构部件的真实工业环境。

      北京创联智软科技有限公司是GeonX公司的中国总代理，负责Virfac软件在中国的推广和销售。

分模块介绍

瞬态焊接模块VIRFAC Welding Designer

       VIRFAC Welding Designer建立了瞬态数值模型应对不同的焊接工艺。热机械问题的模拟能够让用户准确预测焊接工艺过程中和结束后的残余应力水平和变形。能够通过修改夹具系统及焊接顺序优化焊接工艺，改进设计而无需做大量的试验工作。得益于VIRFAC的并行求解器能力，在合理时间内给出准确结果。可以直接在CAD模型上定义焊接轨迹，可以轻松定义复杂及多条焊接路径。这些焊接特征通过VIRFAC友好的图形用户界面可以轻松进行定义。

焊接装配模块VIRFAC Welding Scheduler

此模块适用于复杂零件多焊焊缝的焊接装配变形预测。基于Local-Global 模型，Local 问题采用Welding Designer 进行瞬态热-相变-机械耦合方法，输出局部模型的塑性应变。之后Welding Scheduler 把结果加载到相应的焊缝上。每一个焊缝也可以分成多个部分施加不同的焊缝应变结果。Global 问题使用弹性材料计算零件的变形。可以考虑焊接顺序和装夹条件对焊接装配造成的影响。

快速焊接变形模块VIRFAC Welding Mega

此模块集成了日本JSOL.lt公司的JWELD求解器，使用户可以预测或模拟各种板类焊接结构的装配变形，包括从简单的焊接接头到多焊缝结构。JWELD是一个专门用于壳 格非线性有限元的求解器。Welding Mega提供了与JSOL的固有应变数据库的接口，数据库中存储有大量基于实验或详细计算数据的焊接接头模型。Welding Mega提供了非常快速的焊接变形预测工具，适用于大结构，多焊缝的结构件焊接顺序优化。

搅拌摩擦焊模块VIRFAC Friction Stir Welding

VIRFAC FrictionStir Welding提供搅拌摩擦焊（FSW）工艺仿真功能。使用局部热-流体有限元模型来准确预测围绕搅拌头的温度循环和应变率。使用稳态及瞬态热流模型，能够轻松模拟搅拌头附近复杂几何模型的流动及温度场。这个模型的主要优势是排除了从搅拌摩擦焊试验测量热输入的需求。这个模型还可用于仿真搅拌摩擦点焊（FSSW）工艺。

  热-流模型的结果可用作进一步研究和分析的输入。例如温度分布历史施加到冶金模型来确定焊接过程的硬度变化，或塑性功用于总体热-机械仿真的热源来预测焊接部件的残余应力

热处理模块VIRFAC Heat Treatment

专门的热处理模块。这个模块可以使用户模拟复杂零件的加热，冷却，退火和淬火等热处理工艺。另外，提供了一个快速的渗碳计算模型，计算之后可以用于计算含有不同碳元素含量材料的热处理过程。

?渗碳

?加热，冷却，退火、回火和淬火

?局部淬火

?零件变形

?相变计算

机加工模块VIRFAC Machining

评估材料，零件形状，工艺参数，装夹条件

Virfac-machining可以结合机加工试验，在设计阶段对机加工零件的材料及零件形状，切削路径，切削顺序，夹具位置进行分析，减少实验成本和材料浪费，减少工艺设计的周期，得到合格的零件。

预测零件变形

机加工过程包括切削，不可避免的会产生变形，如何能够预测变形并控制变形成为工程师的主要方向，借助有限元软件，我们可以方便的改变切削路径、切削、装夹方式等条件，预测变形并且使之最小化，进一步提高产品的整体质量以及显著的降低生产成本。

预测残余应力

零件在机加工过程中肯定会产生应力，进行机加工模拟的目的是控制生产过程，最大限度地减少应力梯度和表面张力，减少载循环中产生的裂缝，使得产品的寿命得到延长。同样使用数值模拟软件Virfac-machining也可以检测到零件表面的压应力，因此避免由于拉伸应力造成的裂纹风险，从而提高产品的质量。

       Virfac软件使用了线弹性材料模型，结合了level set 方法，软件开发的初衷即是针对企业客户，可以快速准确的模拟机加工过程，准确分析机加工工艺等条件对零件变形和应力的影响。

       可以考虑初始应力的影响，并且由于其算法的先进性，可以对机加工层数，加工顺序进行模拟，然后根据计算结果修正机加工的工艺。

       Virfac具有专门的针对机加工工艺模拟的界面，在界面上方便的定义各种输入条件，使得用户可以快速掌握有限元模拟方法，同时用户也可以通过直接修改输入文件来修改前处理中的各项参数。

       具有易用的后处理功能，能够提供直观清晰的云图、动画和曲线数据结果，提前分析变形趋势，最大限度地控制变形和扭曲、控制残余应力对零件的影响。

       软件具备常用材料的数据库，并可以随时方便的增添补充新使用材料数据。可以是文献资料查找的数据，也可以直接导入材料计算软件Jmatpro的材料属性。

利用VIRFAC AM模块模拟激光选取打印(selective laser melting)和激光金属沉积(laser metal deposition)成形，可以考虑激光速度、微层高度、激光吸收率、激光束的半径、打印路径、打印方向对变形、塑性应变和应力的影响。用户可以优化定位，支撑并验证工艺条件。用户可以从微观、宏观及零件级别进行分析。

全尺寸模拟流程

　　实验验证：

　　悬臂梁

　　为了验证Virfac AM，GeonX与sirris合作。对316L悬臂梁使用不同的分层扫描角度进行了打印，并把实验结果与实验结果进行了比较，得到了以下结果。在笔记本电脑计算时间大约10分钟，使用宏观模型模拟。

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