软件概述
SIMHEAT是一款专注于金属合金热处理过程模拟的仿真软件，由Transvalor公司开发。它能够帮助工程师深入了解工件在热处理过程中的变形、残余应力及微观组织演化，适用于碳钢、铝合金以及航空合金等多种金属材料。通过精确预测相变、硬度分布和应力状态，SIMHEAT为优化热处理工艺提供了可靠的技术手段。
核心工艺模拟能力
SIMHEAT支持多种热处理工艺的建模与仿真，覆盖常见的热循环类型。主要工艺模块包括：
- 感应加热：模拟电磁感应加热过程中的温度分布与相变区域。
- 渗碳与渗氮：考虑碳/氮浓度对相变动力学的影响，预测渗层深度。
- 淬火与喷射淬火：分析冷却速率对组织和残余应力的作用。
- 退火与回火：模拟加热与保温过程中的组织演变。
- 固溶处理与人工时效：适用于可热处理强化铝合金的时效硬化模拟。
- 受控冷却：针对特定冷却曲线进行微观组织预测。
感应热处理专项功能
SIMHEAT在感应热处理领域具有突出优势。其多物理场耦合方法综合了电磁、热、冶金和力学效应，能够模拟感应加热过程中的温度梯度、相变区域以及淬火后的组织分布。关键功能包括：
- 实时监控感应线圈、导磁体在运动中的位置影响，适用于曲轴等旋转零件的感应淬火。
- 发电机模型可自动调整电流强度和频率以维持预设功率，精确控制加热过程。
- 局部网格自适应技术基于温度渗透深度加密网格，提高计算效率与精度。
- 预测热影响区及奥氏体化区域，为淬火工艺提供依据。
特色工具：TTT与CCT图生成
软件内置了基于Kirkaldy模型的TTT（等温转变）图生成器，可根据低合金钢的化学成分和初始晶粒度自动绘制TTT曲线。同时支持用户导入自定义的CCT（连续冷却转变）图文本文件，方便匹配实际工艺条件。
传热系数逆向识别
SIMHEAT配备自动优化模块，通过逆向工程方法可从实测温度数据中反推传热系数，帮助用户标定工艺参数，提升仿真精度。
全面的结果输出与材料模型
仿真结果涵盖温度、相体积分数、硬度（HV或HRC）、变形、残余应力、屈服应力、碳浓度和氮浓度等。材料模型支持温度依赖的电磁性能、相变动力学（考虑碳含量对转变的偏移）、以及基于Shercliff-Ashby模型的铝合金时效硬化。此外，还提供氧化皮厚度增长与剥落模型，以及适用于任何金属的变形模型。
与其他软件的集成
SIMHEAT可独立运行，也可与Transvalor系列软件无缝协作：
- 与THERCAST连接，实现铸造后热处理的全流程仿真。
- 与COLDFORM结合，分析冷成形件在后续热处理中的行为。
- 与TRANSWELD配合，模拟焊接及热处理联合工艺。
- 与DIGIMU联动，进行微观组织演变的精细分析。
- 所有功能也集成于FORGE软件中，用于热、半热及冷成形过程模拟。
此外，SIMHEAT与JMatPro材料数据库完全兼容，可导入不同金属牌号的热物性及相变数据。
行业应用案例
在汽车行业中，仿真常用于优化零部件的重量、延展性、硬度和强度；在航空领域，用于预测高温合金和铝合金的冶金转变，提升部件性能；在医疗领域，用于模拟外科植入物的热处理过程，确保其力学安全性与可靠性。例如，轴承制造商NTN-SNR曾使用SIMHEAT验证钢制轴承圈的感应淬火工艺，通过对发电机参数的精确建模，成功预测了零件的冶金性能。
