SORPAS系统 ——专注于电阻焊和铆接
7月15日20:00【电阻焊&铆接】云上研讨会诚邀您的参加
SORPAS念
SORPAS是专门用于模拟和优化电阻焊接，机械连接及相关过程设计的专用有限元分析（FEA / FEM）软件。
SORPAS是集成焊接工程专业知识与数值建模技术的一款独特而强大的工具，可直接用于工业应用。
SORPAS念的核心价值体现在：
- 了解行业面临的实际问题
- 尊重工程师的智慧及其工作方式
- 将新技术整合到工业工程师的日常工作中
SORPAS需先验数值模拟的知识即可学习和使用，所以可以被工业工程师快速学习并轻松使用。
SORPAS分析范围
- 点焊
- 凸焊
- 电镦/热熔
- 铆接、SPR
- 焊接/铆接强度分析
SORPAS要应用领域
- 汽车工业
- 航空航天工业
- 电汽和电子工业
- 铁路运输和铁路轨道
- 机械和金属加工
焊接前确保TM
找到良好参数的工艺窗口是实现最佳焊接质量的焊接计划、工艺控制和生产维护的关键。SORPAS工艺优化和批量处理计划功能可用于预测提高焊接质量、提高生产稳定性和减少飞溅。
核心准则：进行焊接设计和选择材料组合以平衡焊接界面产生的热量。
实际问题：无法看到焊接内部产生的热量，因此很难进行良好的焊接接设计以获得最佳的热量平衡。
数字解决方案：通过所有焊接设计选项和材料组合的模拟，可视化热量产生并预测可焊接性。
在焊接设计中，重点是每个焊接零件的几何设计和材料选择。通常来说，对于优化和确定焊点的位置以及焊点间距以获得最佳焊接质量也很重要。
通过使用SORPAS进行焊接模拟，可以对焊接零件的几何设计建模，从而可以灵活地为任何零件选择材料，并且可以从集成材料数据库中的所有材料列表中自由选择任何材料。这样，可以在计算机上虚拟模拟所有几何设计和材料组合的可能性。在使用真实材料和真实零件进行任何焊接测试之前，可以根据模拟结果得到焊接设计和材料组合的最佳解决方案。
我们将在下面详细介绍点焊，凸焊和机械连接应用的焊接设计解决方案。
点焊设计因素和材料的可焊性
对于电阻点焊，最具决定性的焊接设计因素如下：
- 板材的厚度比
- 板材强度比
- 板材电阻率
- 表面涂层的材质和条件
- WTD—焊接任务说明
- 用户首选项
- 运行焊接计划以预测最佳焊接参数
- WSS的焊接计划 告——焊接进度表规范
- 焊核直径或焊缝长度
- 焊接强度
- 微观结构
- 焊缝周围的硬度和其他性能
- 预测可焊性凸角和焊缝生长曲线
- 优化工艺参数设置
- 确定焊接和冷却程序
- 排除焊接故障
- 自适应重划
- 断裂和开裂
- 接触建模
- 接触摩擦
- 表面涂料
- 铆钉
- 自冲铆接（SPR）
- 紧缩
- 盲铆
- 用粘合剂连接
- 较大的非线性塑性变形
- 自动自适应重划
- 摩擦接触模型
- 较大的非线性塑性变形
- 自动自适应重划
- 较大的非线性塑性变形
- 自动自适应重划
- 摩擦接触模型
- 较大的非线性塑性变形
- 自动自适应重划
- 将SORPASD.welding和2D.joining模拟结果转换为3D，并在SORPAS 3D软件系统中以3D图形显示。
- 扩展2D.welding和2D.joining以自动创建3D测试模型并运行3D测试模拟来预测焊接或铆接强度。
- 您可以在SORPASD.welding或2D.joining中创建焊接/接合仿真
- 2D3D.link导入2D结果并将其转换为3D仿真模型
- 转换后的3D仿真模型已连接到SORPASD中的强度测试试样
- 进行强度测试时节省时间
- 受益于SORPASD中所有快速的仿真和优化功能
- 通过结合Excel Batch附加组件来进行更多强度测试，从而提高生产率
- 易于进行许多强度测试，并将焊接和强度测试结果导出到SORPASD中的Abaqus中
近年来，SORPAS已用于提高第三代高级高强度钢（AHSS）的电阻点焊性能。
关于第十一届国际可焊性数值分析研讨会的会议论文（2015年）：
提高了第三代汽车用AHSS的电阻点焊性能。
机械接头的设计因素和接头的质量
机械连接被广泛运用到连接不同的材料，并且这可能是将碳纤维增强的聚合物与金属连接的唯一有效方法。自冲铆接（SPR）和铆接最常用于汽车工业中的板材连接。
为了获得最佳的接头质量，铆钉的形状和材料、模具设计和材料以及工具力应适当优化。SPR接头的质量可以通过关键的接头因素进行评估，例如联锁长度（铆钉张开），底板的最小厚度，铆钉头的高度以及底板中铆钉的有效长度。
SORPASD.joining可用于模拟各种形状和材料的铆钉和模具的机械连接，适用于板材厚度和待连接材料的所有组合。
焊接计划
核心准则：寻找最佳工艺参数以进行稳定的焊接生产以此来获得一致的焊接结果。
实际问题：每个工厂都有自己的材料供应商和设备制造商，所有焊接焊接都需要各自适配的工艺设置。
数字解决方案：通过具有自动化模拟的焊接计划，为每种焊接组合获取优化的工艺参数。
该SORPAS接规划工作在以下步骤：
1）WTD—焊接任务描述用于定义焊接任务，包括板材，电极，焊接机类型和所需焊接质量的规格，请参见右图。
2）用户首选项用于用户首选的计划策略。焊接电流将始终通过SORPAS行优化，但是用户可以自由选择焊接力，焊接时间或脉冲数的首选值，方法是输入特定的输入值，或者直接将参数保留为0以使SORPAS 全优化。
3）进行焊接计划。定义焊接任务并选择用户首选项后，只需按“开始”按钮即可开始焊接计划。然后，SORPAS自动运行所有优化程序，首先确定最佳焊接力和焊接时间，然后预测焊接过程窗口和飞溅（排出）极限，最后优化焊接电流和保持时间。
4）使用WSS的焊接计划 告—最佳焊接计划规范是焊接计划的结果，其中包括给定的WTD，预测的最佳焊接工艺参数（焊接电流，焊接力，焊接时间和保持时间）以及焊接工艺窗口以及使用最佳焊接工艺参数预测的焊接质量结果。
在焊接计划期间，所有仿真和优化仅使用同一个数据文件完成，与生成焊接增长曲线和可焊性凸角相比，这大大减少了计算时间和硬盘空间的使用。
焊接评估
核心准则：为确保焊接尺寸，焊接强度和焊接周围的焊接材料性能（无缺陷）方面的质量。
实际问题：在产生实际焊接之前无法在设计阶段评估焊接质量，并且难以预测焊接缺陷。
数字解决方案：过模拟预测焊接熔核的形成，硬度和微观结构，开裂风险和焊接强度。
焊接质量
焊接质量由以下评估标准表示：
1、几何变化
几何变化通常发生在钢板的电阻焊接中。由于钢的熔化温度较高，强度高于电极强度，电极尖端直径将因变形和磨损而增加，例如糊状，点蚀或拾取局部材料去除等。
2、冶金变化
在电阻焊接过程中，尖端表面附近的材料性能也会发生变化，例如与板材和涂层材料形成合金，以及由于过热而重结晶和软化。
飞溅预测
拉伸剪切试验
交叉拉伸试验
剥离测试
SORPAS 3D.testing可用于模拟焊接强度测试过程并预测载荷—伸长率曲线和最大断裂载荷。使用SORPAS 2D3D.link的新模块，也可以根据SORPAS 2D.joining仿真的结果来模拟机械连接的强度，例如SPR。
航天行业
机械连接和电阻焊接也广泛用于航空航天工业，用于连接重量轻，强度高的特殊金属部件，例如钛合金和铝合金，以及耐高温材料，例如镍铬合金等。
铆接是飞机机翼和机身组装中最常用的连接技术，而点焊也用于组装内部零件。
为了支持在航空航天工业中的应用，已将特殊材料添加到内置材料数据库中，包括铝合金，钛合金，Inconel合金和Incoloy合金等。
除了开发完善的用于模拟和优化电阻焊接工艺的功能外，SORPAS在还得到了进一步开发，其新发布的版本用于模拟铆钉变形较大的铆接工艺。
SORPAS 2D.welding模块
SORPAS用于电阻焊仿真和电阻焊工艺优化的专业软件。它是为了工程师进行焊接仿真而被开发的。它不需要任何数值模拟方面的先验知识，具有焊接和材料知识的工程师可以轻松地学习和使用它。SORPAS合了焊接专业知识与数值技术，是一款独特而强大的工具。
“自2001年以来，我们一直在使用SORPAS并且在电阻焊领域取得了许多创新发展。我们现在正在将模拟的应用进一步扩展到过程优化，以支持生产计划。”
——德国大众汽车股份公司的Matthias Graul先生
SORPAS应用于各个行业，解决点焊、凸焊、对接焊和微电阻焊中的问题，并支持研发以及工艺参数优化。
焊接模拟案例
左图是点焊模拟的基本 告。上部显示了初始焊接条件，包括材料组合，电极和工件的几何形状以及焊接工艺参数设置。在下部，它显示了主要的模拟结果，其中包括选定的工艺参数曲线，最终温度分布以及每个工件中焊点熔核的尺寸。
SORPAS 2D.joining模块
SORPASD.joining通过多种解决方案来模拟连接，例如铆接，自冲铆接（SPR），盲铆接以及通过胶粘剂进行连接，是一款便于学习的软件。
标准数据库为您提供常用的材料和一些铆钉的相关数据。我们与供应商合作以获得有关铆钉的更多详细信息，您也可以将您使用的铆钉添加到数据库中。
基于与SORPASD.welding相同的概念，我们不仅可以进行优质的仿真，而且致力于创建一个便捷的软件工具，该工具可以帮助每个工程师快速，轻松地进行仿真！
SORPASD的新功能
SORPASD.joining的应用
机械连接类型
自穿孔铆接（SPR）模拟
自穿孔铆接（SPR）过程模拟为：
压弯模拟
压接过程模拟为：
盲铆接仿真
模拟盲铆接过程：
铆接过程模拟为：
SORPAS 3D.welding模块
SORPASD是依据SORPASD以相同概念而开发的，它具有易于使用的图形用户界面（GUI）和简单的功能，可用于电阻焊的工业应用。
现在可以适应复杂而具有挑战性的电阻焊接应用。
SORPASD输入向导是专门为快速构建和操作3D模型，设置焊接参数，对电极和工件的运动进行编程而设计的，类似于电阻焊接的生产装配线。
SORPASD可以被相关用户和焊接专业人员快速学习并轻松使用。右侧是GUI的屏幕截图，其中包含用于构建3D模型的输入向导步骤。
不同强度测试方法的3D模型模板
SORPAS 3D.testing内置的了3D建模模板，可通过定义几何参数来创建强度测试工件。用户只需要输入尺寸和形状参数，就可以创建用于十字拉伸测试，拉伸剪切测试，剥离测试和KSII测试的测试工件。
以下是一些SORPASD.testing模拟的焊接强度测试的示例。仿真结果包括焊接强度和失效模式，以及具有最大断裂力的载荷—延伸率曲线。
SORPASD3D.link
SORPASD模拟的计算时间比3D模拟要短很多。为了利用2D.welding and 2D.joining模拟的优势，于是开发了一个特殊的软件模块，用于基于2D模拟的结果进行SORPASD.testing模拟。
SORPASD3D.link的新附加模块，可以实现以下2个功能：
此外，SORPASD.testing模拟的结果可以导出到其他软件，例如Abaqus和LS-Dyna。
2D3D.link的过程
在SORPASD.testing中使用2D3D.link创建强度测试的过程非常简单。
SORPASD3D.link的好处
首先，这是提高效率和生产率的问题。当您能够将2D电阻焊接和机械连接模拟的结果直接导入SORPASD.testing时，可以节省进行强度测试的大量时间。
这意味着您现在可以在相当短的时间内进行更多测试。如果您首先使用用于SORPASD的Excel Batch Add-On创建多个模拟，则可以轻松地将这些测试导入SORPASD.testing。
这意味着：
数字孪生和AI
数字孪生是利用模拟和其他计算机化的数字技术对物理对象，系统或过程的虚拟仿真。数字孪生可用于分析和模拟现实条件下的系统或过程，以适应变化，增加灵活性，优化操作，提高质量，节省时间，降低成本以及增加价值。
数字孪生的概念自21世纪初就出现了。它在过去几年中得到了更多的关注而且发展势头越来越强劲，尤其是自从它在2017年，2018年和2019年连续三年被评为Gartner的十大战略技术趋势之一以来。
关于利用数值模拟和有限元建模来创建数字孪生，已经有许多出版物，演示文稿和论证，但是大多数都集中在产品或系统设计上。要为动态制造过程，例如焊接和连接过程，创建数字孪生面临着更大的挑战，仍有很多工作要做。然而，这对于行业的完全数字化至关重要。
对于制造业而言，数字孪生不是也不应该仅仅是设计。
对于焊接，应创建数字孪生以实现从设计，优化，计划到生产和评估焊接的整个生命周期。这就要求虚拟模型的模拟必须高度精确，并且能够做出可靠的预测和优化。
SORPAS现在准备迎接挑战，为电阻点焊过程的整个生命周期创建第一个焊接数字孪生。
云上研讨会
如需咨询、提问时可扫描私信我哦！
声明：本站部分文章及图片源自用户投稿，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！