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        有限元數值模擬技術在塑性加工中的應用

        文章出處:江蘇鳳谷節能科技有限公司 www.leinshell.com責任編輯:江蘇鳳谷節能科技有限公司 www.leinshell.com人氣:-發表時間:2017-02-17 10:05【

        鍛造成形是現代制造業中重要的加工方法之一,其質量是直接影響裝備的運行可靠性,還一直是交通、航空、航天、兵器等工業重要的基礎。大鍛件生產前期投入大,一旦產品報廢,所造成的損失巨大,工藝人員在制定新工藝時無法根據經驗確定是否合理,只能憑經驗采用試錯法,采用大量的實驗方法研究,帶來經濟上和時間上的損失。隨著計算機技術的飛速發展,計算機技術不僅改變了我們的生活方式,而且也促進了數值模擬技術的進步。下圖是以有限元模擬技術為指導的鍛造工藝研發流程圖。

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        在塑性成形加工工藝過程中,利用有限元數值模擬的優化和控制產品質量對加工過程具有決定性的意義,特別是對熱塑性成形的研究中,重點是對鍛造過程中工件內部微觀組織的變化進行控制,還有對力學性能的預測與控制。國際上早在20世紀50年代末60年代初九投入了大量的人力和物力開發具有強大功能的有限元分析軟件,促進了有限元數值模擬技術在金屬塑性成形過程中的應用:1967年,Prigogine提出了耗散結構理論;1984年,Prasad又提出了材料動態模型法,可以通過該方法確定在保證鍛件組織性能穩定的情況下得出一致的鍛造熱力參數范圍;之后,Yada.H等人建立了碳錳低碳鋼環軋過程中的晶粒尺寸分布的數學模型;   Kopp.R和Karnhausen.K等人在1985年將顯微組織演化模型引入到非穩態鍛造過程中,建立了低碳鋼二維敦粗過程中晶粒尺寸和再結晶體積百分比的經驗公式。從20世紀80年達開始,國內的研究人員對塑性成形問題進行了模擬,也取得了一批豐碩的科研成果。

        目前,誕生了一批有限元仿真軟件,最具代表性的軟件有:鍛造:DEFORM ,AUTFORGE,  SUPERFORGE;鑄造:PROCAST, MAGMA,  SIMULOR,  SOLDIA,SOLSTAR;沖壓:ANSYS, DYNA3D, PAM-STAMP;焊接:SYSWELD、ABAQUS等。這些軟件為企業縮短產品設計、制造周期、降低成本及提高競爭力,帶來了可觀的經濟效益。


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