sales@qform3d.ru+7 (499) 643 04 53

1991 - 2002 год

Полностью автоматизированное математическое моделирование стало доступным для использования в условиях производства с выходом первой в России коммерческой программы FORM-2D, предназначенной для конечно-элементного моделирования объемной штамповки. Программа была выпущена в начале 1991 года фирмой "Квантор" (Москва).

При ее создании были поставлены и решены следующие задачи:

  • Сделать программу доступной технологу-штамповщику, не имеющему специальной подготовки в области численных методов
  • Обеспечить получение гарантированно точных результатов независимо от квалификации пользователя
  • Обеспечить быстрый расчет на доступных и недорогих персональных компьютерах

Это было особенно важно, потому что зарубежные аналоги в то время ориентировались исключительно на использование дорогостоящих рабочих станций, работающих под UNIX, и предполагали высокую квалификацию пользователя в области конечных элементов, поскольку требовали ручного управления перестройкой сетки элементов. FORM-2D работала под MS DOS и обеспечивала расчет осесимметричного и плоского течения металла. Программа также эффективно рассчитывала напряжения и деформации в инструменте. FORM-2D несла в себе очень важные новаторские идеи, которые предопределили развитие в этой области на годы вперед. Во-первых, были использованы треугольные конечные элементы высокого порядка. Их криволинейные границы значительно более точно аппроксимируют сложные контуры штампов и поковки по сравнению с линейными элементами при том же количестве узлов. При этом усложнение алгоритмов с лихвой компенсируется более высокой точностью решения по сравнению с зарубежными аналогами, использующими линейные элементы. Во-вторых, в качестве главного правила было принято, что пользователь ни при каких обстоятельствах не должен вмешиваться в процесс решения. Для этого были разработаны эффективные методы автоматического построения конечно-элементных сеток. Основанный на адаптивном принципе генератор сетки конечных элементов строит сетку исходя из множества параметров, которые могут влиять на точность решения в каждой точке (геометрическая форма, градиенты полей, близость деформирующих инструментов и многие другие). Это позволило строить сетки элементов с размерами, распределенными наиболее эффективным образом, сгущая их в зонах высоких градиентов и делая крупные элементы там, где градиенты невелики и не будет ущерба для точности решения. Высокое же быстродействие алгоритмов позволило строить новую сетку для каждого шага по времени.

Рисунок 1Премьера FORM-2D на международной арене состоялась в ходе независимого тестирования, проведенного в рамках международной конференции по моделированию в процессах обработки давлением в Баден-Бадене (Metal Forming Process Simulation in Industry, Baden-Baden, Germany, 28-30 September, 1994). Неожиданно для других участников теста FORM-2D (Рисунок 1) показала одни из лучших результатов, как по точности, так и по быстродействию. При этом она была единственной программой, работающей на персональных компьютерах, а не на рабочих станциях. Понятный интерфейс, надежная работа и высокая точность быстро завоевали признание пользователей, и программа нашла применение на многих заводах в России и за рубежом.

1998 год

Рисунок 2Следующим этапом развития методов компьютерного моделирования процессов ОМД явилась разработка и выпуск компанией «Квантор-Софт» в 1998 программы QForm (Рисунок 2). Это полностью объектно-ориентированная и глубоко интегрированная программная система, предназначенная для работы в среде Windows. Программа была спроектирована заново, и были переписаны все коды, что потребовало около двух лет. При этом был учтен весь опыт и результаты исследований, накопленные к этому времени , а также самые современные технологии программирования. Результат превзошел все ожидания. Впервые представленная на выставке Forging International в Бирмингеме (Англия, май 1998), QForm вызвала большой интерес.

Совершенно изменился программный интерфейс. Он стал полностью интерактивным и графическим. Исчезли сами понятия пре- и постпроцессора, поскольку подготовка данных, расчет и визуализация совмещены и синхронны во времени. Деформируемая заготовка и штампы показаны в виде реалистической трехмерной графики, причем форма заготовки непрерывно меняется на экране синхронно с ходом расчета. Не прерывая расчета, пользователь может переключать режимы и выводить различные поля и другие интересующие его результаты, анализируя протекание процесса не дожидаясь завершения моделирования.

Впервые в мировой практике пользователь получил возможность автоматического моделирования всей последовательности переходов штамповки как единой технологической цепочки, включая промежуточные операции охлаждения или нагрева. Развитие конечно-элементного ядра позволило эффективно моделировать образование складок, и отслеживать историю деформирования этих дефектных образований через последующие переходы штамповки вплоть до конечного изделия.