发展历程

SYSWELD的开发*初源于核工业领域的焊接工艺模拟，当时核工业需要揭示焊接工艺中的复杂物理现象，以便提前预测裂纹等重大危险。在这种背景下，1980年，法国法码通公司和ESI公司共同开展了SYSWELD的开发工作。由于热处理工艺中同样存在和焊接工艺相类似的多相物理现象，所以SYSWELD很快也被应用到热处理领域中并不断增强和完善。随着应用的发展，SYSWELD逐渐扩大了其应用范围，并迅速被汽车工业、航空航天、国防和重型工业所采用。1997年，SYSWELD正式加入ESI集团，法码通成为SYSWELD在法国的用户并继续承担软件的理论开发与工业验证工作。

技术特点

SYSWELD完全实现了机械、热传导和金属冶金的耦合计算，允许考虑晶相转变及同一时间晶相转变潜热和晶相组织对温度的影响。在具体计算中，分两步进行，首先实现温度和晶相组织的计算，然后进行机械力的计算。在机械力计算中，已经充分考虑了计算的结果，如残余应力和应变的影响。

SYSWELD的电磁模型允许模拟点焊和感应加热，并可实现能量损失和热源加载的计算模拟。SYSWELD扩散与析出模型可实现渗碳、渗氮、碳氮共渗模拟，先计算化学元素的扩散和沉积，然后再考虑对热和机械性能的影响。SYSWELD的氢扩散模型能计算模拟氢的浓度，预测冷裂纹的严重危害。

数据导入

SYSWELD的操作环境SYSWORLD也可直接建立几何模型和生成各种网格。配合GEOMESH几何网格工具，SYSWELD可以直接读取UG, CATIA的数据和接受各种标准交换文件(STL, IGES, VDA,STEP, ACIS等)。

能与大部分CAE数据接口

SYSWELD能兼容大部分CAE系统的数据模型，如NASTRAN，IDEAS，PAM-SYSTEM，HYPERMESH等。

工艺向导

独有的向导技术是SYSWELD迅速工业化地成功秘诀。简洁、易用而有条理的向导指示，一步一步地引导用户完成复杂的热物理模拟过程。模拟向导能根据不同的工艺特征，自动智能化的选择求解器进行物理分析。

系统主要功能模块和模拟向导：

Heat treatment Advisor 热处理向导

Welding Advisor 焊接向导

Assembly Advisor 装配模拟向导

WELD ADVISOR焊接模拟向导

模拟工具

SYSWELD内置了一系列非常有效的工具软件，用于获取和校验热物理模拟的物理数据，如热传导系数校验工具，焊接热源校验工具，材料CCT曲线校验工具，材料冷却曲线校验工具等等。采用工具软件，能准确地获取模拟所需要的物理数据。

热传导系数校验工具

模型设置

高效友好的用户界面，用户能将精力集中于物理问题，而非耗散在软件使用上；

独特的工艺向导技术(Advisor),将复杂的物理问题简单化，条理化，事半功倍；

对于工业用户，向导模板可以解决超过95%的工业问题；

对于高级用户，高级模块(Expert User)可以满足各种独特的需求，内置的SIL语言可实现无限的用户接口和软件客户化。

SYSWELD的标准用户界面

材料数据

得益于长期的合作开发和工业验证，SYSWELD的材料数据库包含了热、与温度和相成分相关的异常复杂的机械和冶金材料数据库。在商业版本中，直接著名钢铁、铝合金和灰铁厂商的材料已经包含在内。

后处理

SYSWELD后处理提供的主要结果： SYSWELD后处理提供的显示功能

温度场 云图显示

加热与冷却速率 等高线或等高面显示

材料的晶相组织 矢量显示

变形与翘曲 符号显示

应力 X-Y曲线

材料晶相变化后的屈服 断面显示

强度 动画等

塑性变形

模拟向导

借助于热处理模拟向导，SYSWELD能很容易地进行 热处理过程地模拟

模拟的主要热处理工艺

一般热处理： 化学热处理：

淬火 表面硬化

表面局部热处理 碳氮共渗

回火、调质处理 渗碳，渗氮

等等 等等

热处理模拟的主要应用

一般热处理（QUENCHING）:

应用SYSWELD可以完成用水或油淬火时的硬度计算。

化学热处理(THERMO-CHEMICAL TREATMENT ):

表面硬化、渗氮、渗碳是改变零件机械性能的重要方法。SYSWELD可以模拟化学元素的扩散和沉积，计算硬度的变化。

表面热处理（SURFACE TREATMENT）:

激光是焊接和热处理的重要热源。SYSWELD包含有专门的热源工具（如，移动的热源）模拟有效表面的热处理和激光的作用。

感应热处理（ INDUCTION QUECHING ）:

在汽车工业，感应加热是改变局部机械性能非常便利的方法。SYSWELD的电磁-热-冶金的自动耦合模型，可以非常好地处理完成感应热处理计算。 　

热处理模拟工具

热交换系数较核工具 经典的材料CCT曲线

材料冷却速率-温度-相变较核工具

焊接模拟工具

热源校验对比 多种热源模型

计算机模拟

借助于装配模拟向导，SYSWELD能实现对复杂组合模型焊接后应力和变形的分析，采用局部和全局的耦合计算，将局部焊接所造成的残余应力和应变等以比较简单的方式加载到全局模型上进行空间变形模拟。这样有效地解决了计算模型过大地问题，在计算模拟地速度、易用性、精度、实用性上取得了完美的统一。

功能强大的后处理

SYSWELD - 焊接和装配预测模拟

焊接和装配仿真限度地降低了制造计划，试验和制造验证以及上市时间的成本。这使我们的客户可以将大部分时间用于创造新的创新产品。

主要好处

限度地降低原型制作成本

在短时间内制定并优化焊接计划

将焊接变形保持在允许的公差范围内

控制焊接设计中的高应力

保证质量的焊接

得益于多年来针对汽车行业的发展，SYSWELD可以对车身制造环境中的快速变形工程进行全焊接 - 焊接 - 装配仿真链的建模。

设计工程师现在可以通过考虑连续装配过程中的机械载荷效应和焊接引起的热效应来控制冷热连接组件的尺寸不精确性。

在制造硬件原型之前，工程师可以虚拟制造，组装和测试物理上真实的虚拟组件。

因此，汽车制造商及其供应商可以降低制造计划，试验和过程验证所带来的成本和延迟。 

SYSWELD - 热处理（HT）预测模拟

SYSWELD涉及热处理工艺（渗碳，碳氮共渗和淬火等），并考虑所有热，冶金和机械现象。

主要好处 

在HT期间或之后避免部件变形和高材料硬度

获得正确的材料强度，韧性和硬度

确保接触表面的高耐磨性

实现所需的残余应力分布

焊接质量模拟

焊接质量和残余应力工程 - 过程和产品安全

通过基于仿真的焊接质量和残余应力工程，您可以：

在制造或修理之前，实际制造每个焊接设计

以成本和*短时间确保工艺可行性和安全性 - 无需成为FEM或温度，压力和微观结构专家

由于焊接对薄而厚的材料的热效应，评估温度，应力和微观结构。

优化焊接工艺和质量评估顺序

控制材料特性和残余应力

焊接后确定*佳的微观结构

考虑与材料和生产设施的兼容性，评估选择合适的接头。

使用结构钢，复合材料或不同金属

改善产品的碰撞和/或疲劳性能

畸变工程仿真 

失真工程与仿真 - 产品与工艺开发

通过基于仿真的失真工程，您可以：

从规划到制造验证，限度地减少失真并管理各种级别的公差

减少原型设计和变形修复工作量

要选择的夹具类型和夹紧顺序/力？

确定间隙和连接过程对装配变形的影响

优化焊接顺序以进行失真控制

提供足够好的结果以可靠地替换物理测试，其时间范围明显短于物理测试

在构建物理原型之前识别关键部件和接头 - 采取对策