QForm

QForm

QForm — специализированное CAE-программное обеспечение для численного моделирования процессов объёмной и листовой штамповки, ковки, прокатки и других методов горячей и холодной обработки металлов давлением. Система предназначена для прогнозирования деформаций, температурных полей, распределения напряжений, износа инструмента и других параметров технологического процесса на виртуальном этапе проектирования.

QForm разработан компанией QuantorForm (Россия) и представляет собой профессиональное решение для инженеров-технологов и конструкторов в металлургии и металлообработке. Программа использует метод конечных объёмов (Finite Volume Method), оптимизированный для задач пластической деформации, что обеспечивает высокую точность расчётов при сложной геометрии заготовок и инструментов, а также при учёте термомеханического взаимодействия, контактных условий и свойств материалов при высоких температурах.

Система поддерживает моделирование полного цикла обработки: от нагрева заготовки и транспортировки до многопереходовой штамповки и охлаждения. Встроенные базы данных материалов (включая деформационные и тепловые свойства сталей, алюминиевых и титановых сплавов) упрощают настройку расчётов. QForm работает как автономно, так и в связке с CAD-системами (КОМПАС-3D, SolidWorks, Siemens NX), принимая геометрию в форматах STEP, IGES и др.

ГК «ПЛМ Урал» — генеральный партнер компании «Кванторформ» в России. Это гарантирует надежность поставок и профессиональную техническую поддержку пользователей программы QForm.

Возможности продукта

  • Точный расчёт больших деформаций благодаря методу конечных объёмов (FVM), адаптированному для задач металлургии.
  • Интуитивный интерфейс с высокой степенью автоматизации, ускоряющий освоение программы даже для новых пользователей.
  • Гибкий импорт геометрии из любых CAD-систем (КОМПАС-3D, SolidWorks, Siemens NX) с инструментами доработки моделей во встроенном графическом редакторе.
  • Готовые базы данных оборудования, материалов (стали, алюминиевые и титановые сплавы) и смазочных материалов.
  • Автоматическая генерация отчётов в визуальном и табличном форматах с возможностью экспорта.
  • Прогнозирование дефектов (зажимы, складки, трещины) для оптимизации размеров заготовок и их позиционирования в оснастке.
Заявка на решение
Интересует это решение?
Оставьте заявку и мы проконсультируем по любым вопросам приобретения и внедрения

Интеграция в рабочие процессы


QForm эффективно встраивается в технологические цепочки предприятий:

  1. Разработка и оптимизация технологических процессов — виртуальная отработка режимов деформации, выбор оборудования и проектирование оснастки до изготовления физических образцов.
  2. Снижение затрат на опытно-промышленные партии — минимизация количества пробных запусков за счёт достоверного прогноза поведения металла.
  3. Анализ и устранение дефектов продукции — выявление причин брака (например, трещин или недозаполнения) и корректировка технологии без остановки производства.
  4. Интеграция с CAD/PLM-средами — использование 3D-моделей инструментов и заготовок из конструкторских систем для сквозного цифрового цикла.
  5. Поддержка импортозамещения в ОПК и тяжёлой промышленности — применение на предприятиях, где требуется полный контроль над инструментами проектирования и отсутствие зависимости от иностранных поставщиков ПО.

Модули

Базовый расчетный модуль
Универсальный комплекс для моделирования процессов деформирования металлов Подходит для большинства производственных задач: горячей, теплой и холодной объемной штамповки, свободной ковки, вальцовки, раскатки и многих других операций. Имеет удобный интерфейс для запуска моделирования и просмотра результатов. Импортирует модели из любой CAD-программы, преобразует геометрию во встроенной графической системе. Доступны дополнительные опции: многопроцессорность и мультизадачность для ускорения расчётов; расчёт напряжений в инструменте для эффективного проектирования оснастки; вращательное движение заготовки для моделирования прокатки; места подготовки исходных данных для удобства запуска задачи и просмотра результатов; пользовательские подпрограммы и набор стандартных подпрограмм для дополнительных расчётов; API- интерфейс прикладного программирования. Преимущества: Понятный интерфейс Базы стандартного оборудования, смазки, материалов Расчет сложных составных инструментов Анализ силы и работы деформирования Расчет совместной тепловой и механической задач Расчет износа и деформации инструмента Управление параметрами моделирования и расчетной сетки Быстрая генерация отчетов в визуальном или табличном виде Шаблоны операций деформирования Одновременный расчет деформаций заготовок из разных материалов Расчет вязкопластической и упругопластической деформации заготовки
Модуль «Холодная штамповка»
Комплекс создан для процессов холодной объемной штамповки с учетом упругих деформаций в инструменте. Содержит базу материалов, подходящих для холодного деформирования. Имеет ключевые возможности базового расчетного модуля. Преимущества: Расчет упругих деформаций Совместные механическая и тепловая задачи База материалов для холодного деформирования Понятный интерфейс Быстрый и удобный запуск расчета Циклический нагрев инструмента Упругопластические и пластические модели деформирования Учет локальных термических напряжений Использование и расчет бандажированного инструмента Предсказание разрушений по критериям Кокрофта-Латама и других
Модуль «Продольная прокатка»
Дополнение к базовому расчетному модулю для моделирования сортовой и листовой прокатки. Моделирование непрерывной и реверсивной прокатки, прокатки в универсальной клети. Модуль подходит для расчета технологического процесса продольной прокатки с большим количеством проходов. Преимущества: Автоматическое сгущение сетки в контактной зоне Квазивращающиеся инструменты для ускорения расчета Удобное задание исходных данных Автоматическое позиционирование, встроенный толкатель и проводка Моделирование непрерывной прокатки Возможность быстрого 2.5D-расчета на основе обобщенного плоского течения
Модуль «Винтовая прокатка»
Дополнение к базовому расчетному модулю для моделирования винтовой прокатки и прошивки труб. Моделирование поперечно-винтовой прокатки, прокатки в винтовых калибрах с использованием многовалковых станов. Модуль автоматизирует задание граничных условий и позволяет использовать большое количество деформирующих инструментов. Преимущества: Сгущение сетки в зоне локального контакта Анализ напряженно-деформированного состояния в очаге пластической деформации между валками и прошивнем Сохранение объема заготовки в течение моделирования Двухсеточный алгоритм расчета для быстрых и точных вычислений Учет вращательного движения заготовки Расчет напряженно-деформированного состояния и износа в инструменте
Модуль «Раскатка колец»
Дополнение к базовому расчетному модулю для моделирования раскатки колец. Модуль для моделирования раскатки колес, раскатки в обойме, в радиальных и радиально-аксиальных станах. Включает расчет всех операций технологии производства: нагрев заготовки, штамповка, прошивка, раскатка и охлаждение. Учтены особенности раскатного оборудования для задания кинематики инструмента. Преимущества: Автоматизированный двухсеточный алгоритм расчета Моделирование всей технологической цепочки раскатки Оптимизация позиционирования инструментов и заготовки Встроенный учет стола раскатного стана Квазивращающиеся инструменты Задание кривых и стратегий раскатки аналогично станам SMS Meer, Muraro, Siempelkamp, Mitsubishi и других Дополнительное сгущение сетки в местах контакта с заготовкой Интерфейс для операций раскатки колес, раскатки в обойме, в радиальных и радиально-аксиальных станах
Модуль «Листовая штамповка»
Дополнение к базовому модулю для операций листовой штамповки. Моделирование листоштамповочных операций, в том числе многопереходных. Для ускорения расчетов без потери точности используется конечно-элементная сетка из гексаэдров. Для выявления дефектов доступны диаграммы предельного формоизменения и толщины детали. Преимущества: Возможность задания параметров материала и FLD-диаграмм Учёт условий пластичности для ортотропного материала Анализ разрушения по моделям исчерпания ресурса пластичности Расчет упруго-пластических деформаций Широкая база данных оборудования и смазок Параметрическое задание геометрии инструмента и заготовки
Модуль «Термообработка»
Моделирование операций нагрева и охлаждения — закалка, отпуск, старение. Анализ фазовых превращений, твердости, предела прочности и других механических свойств. Вычисление остаточных термических напряжений для оценки коробления формы. Подходит для стальных, алюминиевых, никелевых и титановых сплавов. Преимущества: Моделирование многостадийных термических операций Учет тепловыделения и изменения объема при фазовых превращениях Вычисление вторичных метастабильных и стабильных фаз Использование моделей кинетики фазовых превращений Колмогорова-Джонсона-Мела-Аврами, Коистинена-Марбургера и других Расчет прямых и обратных фазовых превращений Моделирование вариантов закалки: прерывистой, ступенчатой, спреерной, изотермической, с подстуживанием, с самоотпуском Помощник генерации свойств сплавов
Модуль «Прессование профилей QForm Extrusion»
Модуль прессования исследует течение профиля с учетом упругой деформации инструмента. С помощью САПР QExDD возможно конструировать матричные комплекты. Модуль прессования и САПР QExDD - это комплекс программ, объединяющий проектирование инструмента и расчет процесса. Именно в комплексе решение задач по разработке технологии наиболее эффективно: возможно быстро отладить параметры процесса, изменить конфигурацию матриц, получить высокоточные данные моделирования и исключить пробные прессования. Преимущества: Алгоритм совместного решения тепловой и деформационной задач Удобный интерфейс оптимизации высот поясков Углубленный анализ стойкости инструмента Моделирование заполнения профиля Расчет отрицательных и положительных уклонов на поясках Диагностика дефектов полосчатости Моделирование торцевого и оксидного слоев Быстрое и удобное проектирование геометрии инструмента в программе QForm QExDD
Модуль «Микроструктура»
Моделирование эволюции микроструктуры стальных, никелевых, титановых, алюминиевых и других сплавов. Модуль подходит для расчета динамической, статической и метадинамической рекристаллизации на всех этапах процесса - нагреве, деформации, охлаждении. Преимущества: Специальная база данных материалов Добавление новых моделей металлов и сплавов Учет влияния температуры и циклической кристаллизации Переход от 2D к 3D моделированию в одном варианте расчета Расчет времени и скорости деформации и средней температуры Кинетика рекристаллизации описывается уравнением Колмогорова-Джонсона-Мела-Аврами (JMAK)
QForm Kaliber
Использование КАЛИБЕР сокращает время разработки калибровок, снижает стоимость запуска новых технологий, повышает срок службы прокатного инструмента, двигателей и редукторов стана. КАЛИБЕР по аналитическим зависимостям рассчитывает профиль проката от прохода к проходу, оценивает заполнение или переполнение калибров, коэффициенты вытяжки отдельных элементов проката, энергосиловые параметры прокатки. Реализованы алгоритмы проектирования по ходу и против хода прокатки стандартных и фасонных профилей. В КАЛИБЕР можно создавать таблицы прокатки, монтажные схемы и чертежи калибров. Представление данных в виде таблиц позволяет выявить некорректные значения и исправить ошибки на этапе проектирования. С помощью диаграмм удобно сравнивать полученные данные с предельно допустимыми. На чертежах могут быть указаны основные размеры, данные профиля, версия чертежа и другие параметры. КАЛИБЕР позволяет автоматически формировать проекты для моделирования в QForm, хранить производимые профили в библиотеке. Преимущества: Автоматическая подготовка проекта для моделирования в QForm Проектирование по ходу и против хода прокатки в одном проекте Импорт калибровки из Excel-шаблона Загрузка ручья любой формы из .dxf Создание технологической документации: чертежей калибров и монтажных схем, таблиц прокатки Формирование баз данных валков, калибровок, профилей 2.5D расчет для анализа течения за несколько секунд Совместное использование QForm и КАЛИБЕР позволяет вести непрерывный процесс разработки технологии - проектировать инструменты и проверять технологию в QForm. Возможно в автоматизированном режиме подготовить проект для моделирования в QForm, создать таблицы прокатки, монтажные схемы и чертежи калибров. На чертежах могут быть указаны основные размеры, данные профиля, версия чертежа и другие параметры.
Опыт применения решения
Описание проблемы

Базовая технология штамповки поковок детали "Кронштейн амортизатора левый" имеет следующие недостатки: неустойчивость заготовки в начале деформации, сдвиг заготовки, образование зажимов металла и существенные потери материала заготовки в облой.

Отрасль промышленности
Машиностроение
Предприятие
КАМАЗ
Задача
Устранить дефекты течения металла, способствующие возникновению брака поковок.
Что было сделано:

С помощью программы QForm было проведено моделирование, по результатам которого были внесены изменения в технологию производства штамповки. Результаты пробных штамповок показали достоверность расчетов, проведенных в программе - отсутствие зажимов и дефектов течения металла, равномерное заполнение гравюры штампа материалом и отсутствие излишних потерь металла в облой.

Хотите еще подробнее?
У нас есть статьи и видеоматериалы по этому решению в нашей Библиотеке
Посмотреть
Мы готовы поделиться опытом
Посмотрите применение этого решения в разделе выполненных проектов
Посмотреть
Мы готовы поделиться опытом
Услуги
Запросить коммерческое предложение