-
上个世纪80年代，随着计算机领域提出了嵌套因式分解法，然后大大的推动数值模拟技术的成熟发展，进而此技术逐步应用与锻造加工方面，后来到了90 年代，数值模拟技术在粗化技术，网格等方面得到非常大的进展，现在数值模拟技术经常用来进行优化工艺的研究[25]。随着计算速度的提高和有限元算法的不断完善，数值模拟将会越来越多地被应用于工程实际之中。在有限元软件领域，涌现出一批比较成熟的商用软件，如DYNAFORM、DEFORM3D、MSC／MARC、ANSYS、AUTOFORM、ABAQUAS、NASTRAN、ROBUST等。有限元软件自从在50年代首次应用在连续体力学领域，几十年来随着电子计算机技术的发展已经逐步成为分析热传导，电磁场，力学结构等特性的一种通用的手段，在工程领域中，有限元软件越来越多的被用来进行仿真模拟，也渐渐的变为更加专业，更加的智能。而大型锻件的锻造过程作为一个复杂的塑形变形过程，过程中受众多复杂因素的影响，例如，温度，材料，模具等，但是该过程大多单纯依靠传统经验，往往要经过前期大量的实验，以及从失败的零件中吸取的教训从而总结出合适的工艺路径以及参数，这个过程往往意着需要消耗大量的人力，和时间，以及金钱，而且可能最后还没有得出具体的变形规律。而且随着全球经济的发展对大型锻件的质量逐步向高精度，高强度的方向发展，所以有限元软件的应用对大型锻件的锻造来说是重大的改变，使得锻造成形中温度场，应力场分布，以及金属的流动等研究都变得简单，对于提高锻件的成形精度，减少材料的消耗，缩减生产周期，增强锻件的的力学性能，提高模具的使用寿命等都有着不可估量的价值。所以可以得出，有限元软件把过去经验式的生产模式中解放出来，为生产高质量，低损耗，高精度的锻件有着重大的意义。现在，有限元数值模拟研究已经成为了国内外众多学者的一个热门话题，而且最主要的是国内外学者将模拟技术用于锻件成型中已经取得了一系列的理论成果。25895
- 上一篇：锻件锻造工艺研究现状
- 下一篇：铝合金细化剂的发展及研究现状
西北工业大学的孙念光等人为消除其在等温闭式模锻成形过程中的缺陷，提出了不等厚坯料和局部加载的两种优化设计[48]；在裂纹损伤方面，西安交通大学的张大伟等人利用DEFORM一3D软件对大型钛合金锻件的模锻过程建立了有限元模型，研究了其温度场演变，以及应力场变化，为飞机的关键承力构件的塑形变形过程中的裂纹提出了解决问题的理论依据[49]，模具锻造过程中如何合理冷却一直是一个难点，对此，郭淑兰，徐学东在提出热交换平衡法的基础上进行了数值分析，论文网实际生产验证了其结论的可行性[50];界面润滑对锻件的成形很有利，但是现实中是不可能完全做到无摩擦环境，对此问题西华大学林南等人模拟了不同摩擦因子，其他参数均相同的条件下汽轮机叶片的模锻成形，并且得出以下结论，摩擦阻碍了界面上的金属流动，以及摩擦产生热导致锻件温升，摩擦越大，应力应变分布越不均匀，进而对所需载荷的要求加大，在各种因素的作用下，模具失效加大，最后的锻件成形质量和尺寸精度都不能保证在精确的范围内[51] ； 并提出了在锻坯／模具界面加上润滑剂则会有利于汽轮机叶片模锻成形质量，而且在模拟研究了不同因素的影响后，利用减少锤击次数还有采用较大圆角过渡的工艺优化方案，可以避免在局部高温和很高应力的交互作用下导致模具过早损坏[52]。龚小涛，王波等人基于有限元模拟软件，对铝合金梁框锻造工艺提出了模具结构优化设计方案，从而消除了折叠缺陷，对航空工业很有意义[53]；北京科技大学的陈巧飞 ，张志豪 ，谢建新数值模拟了在直齿轮坯料的充型过程中随着加载条件的变化导致的充型效果的不同，为实际生产中的精密齿轮快速高效模锻成形工艺提供了理论上的指导[54]。武汉理工大学朱舂东，张满春，华林对合器毂体壳的锻造成形过程应用了有限元模拟分析，最后对外台阶深筒件类型的工件提出了优化工艺设计[55]；飞边槽结构形式对开式模锻成形质量的影响很大，对此山东大学的管婧等人比对了楔形飞边槽，扩张形飞边槽以及最常用到的普通的飞边槽三种结构下的模拟研究，具体分析了金属在模具型腔的流动形式，最后得出摩擦力越大，其填充能力越好，相应的打击力也越大，在实际的锻件生产中就可以根据以上结论从而制定合理的工艺参数[55]。