工业中金属薄板冲压成形仿真[外文翻译].rar

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工业中金属薄板冲压成形仿真

摘要
为了弄清楚有限元仿真系统在工业中用于冲压工具设计部分的实际现状，本文将介绍 4个不同的例子。这些例子清楚地表明了，每个工业在此模拟仿真上都有自己的目的;预测皱纹，预测表面变形，研究破裂限制条件，测定毛坯几何形状，回弹预测，评价板厚和残余应力，等等。模拟仿真系统和CAD系统集成的现状也被纳入考虑范围之内。
关键词：有限元仿真系统，金属薄板成形 ，凹模工具面设计。
1.介绍
世界各地已经作出努力，发展有限元代码来模拟金属板料成形过程。对于那些正在致力于冲压工具设计部分的工业用户来说，这些代码将是一个强有力的工具。可以看出这一技术领域的最新进展，例如某国际会议的议程文件对板料成形仿真做了具体说明，如板料成形过程计算机模拟的专题讨论会（1985年）[1]，在汽车工业中用有限元模拟三维板料成形工艺（1991）[2]和NUMISHEE93（1993年）[3]。这些进展也清楚地看到在有专门目的组织的基准程序测试下，阐明了板材成形缺陷的预测能力；OSU的试验[4]，德国工程师协会的测试[2]和NUMISHEET'93测试[3]。
然而，在许多情况下，一份论文/或一个基准程序测试中显示出来的个性程序被称为所谓的“优秀数据” ，因此他们不容易实现工业生产设计阶段。总有一种相当大的差距存在于研究阶段和工业阶段之间。本文的宗旨是研究有限元仿真系统被引入到工业的现状和重新考虑来自工业工程师的实际需要，本文对于一个研究人员来说可以提供重要信息以进一步发展有限元系统。
2.有限元仿真的预期作用
为了阐明仿真的预期作用，让我们考虑汽车工业的一个例子。冲压工具被用于汽车覆盖件的生产，图1所示的是冲压工具的设计和制造过程，从一个新汽车的设计理念和风格出发，到生产开始而结束。在时间上没有说明绝对的数字标准，因为它在很大程度上取决于个别汽车企业的政策和技术上的态度。然而，大多数行业做出非常巨大的努力以减少制造新的冲压工具组的时间，因此节省了成本和资源。有限元仿真的预期作用就是为了满足这一要求。
如图1所示，为了帮助决策的制定和零件、工具的修改，仿真在五个不同阶段有效地执行。第一次仿真是在生产过程设计阶段“1”中 。通过这一阶段的仿真可以粗略估计新车覆盖件设计是否可以成形。如果答案是“否' ，汽车设计必须进行修改。然而，这一阶段在CAD系统中车身部位的几何形状没有得到充分描述，也没有冲压工具数据的存在，所以不可能对车身部分做到充分的模拟仿真。