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作者:陈杰张治民有限元数值模拟在精密塑性成形中的应用
有限元数值模拟在精密塑性成形中的应用
陈杰张治民
(1.中北大学材料科学与工程学院,山西030051;2.山西省精密成形工程技术研究中心,山西030051)
摘要:将有限元数值模拟应用于精密塑性成形,可以缩短产品开发周期、降低成本、提高产品质量,从而提高产
品的市场竞争力。本文介绍了精密塑性成形技术和有限元数值模拟技术,以及有限元数值模拟在精密塑性成形中
的国内外应用现状,并指出了该技术进一步的研究和发展方向。
关键词:有限元;数值模拟;精密塑性成形;应用
中图分类号:TF124.3文献标识码:A
TheApplicationofFiniteElementNumericalSimulationin
PrecisePlasticityforming
ChenJie,ZhangZhimin
Abstract:Preciseplasticityformingtechniqueandfiniteelementnumericalsimulationtechniquehavebeenpresen・
ted,domesticandoverseasexistingapplicationshavebeenpresentedaswel1.Furtherstudyanddevelopmenttrendhave
beendescribed.
Keywords:fniiteelement;numericalsmuilation;preciseplasticiytforming;application
制造周期,降低了成本。
1引言
3有限元数值模拟技术
采用有限元分析方法来做金属成形过程的计
算机数值模拟,不仅克服了物理模拟资金消耗大、目前,在工程技术领域内常用的数值模拟方
实验周期长等缺点,还能够定量描述各个阶段金属法有:有限元法、边界元法、离散单元法和有限差分
的流动情况,预测变形过程中可能出现的缺陷,从法,但就其实用性和应用的广泛性来说,主要还是
而在保证工件质量、减少消耗、提高生产效率和降有限元法。有限元法的基本思想是将问题的求解
低成本等方面显示了巨大的优越性…。’域划分为~系列单元,单元之间仅靠节点连接,单
元内部点的待求量可由单元节点量通过选定的函
2精密塑性成形技术数关系插值求得。由于单元形状简单,易于用平衡
塑性成形技术是指包括锻造、冲压、挤压、轧制关系或能量关系建立节点量之间的方程式,然后将
及其它以金属材料发生永久变形为特点的材料加各个单元方程“组集”在一起而形成总体代数方程
工技术。塑性加工过程是在一定外力(载荷)和边界组,计入边界条件后即可对方程组求解,单元划分
条件诸如加载方式、加载速度、约束条件、几何形越细,计算结果就越精确。
状、接触摩擦条件、温度场等作用下对材料进行当前,有限元数值模拟技术的应用范围已由二
“力”处理和“热处理”的过程,从而使材料发生所希维扩展到三维,可以进行自适应网格重划,可以分
望的
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