鍛件塑性成形過程中的物理模擬和數(shù)值模擬
塑性成形過程是十分復(fù)雜的,特別是大型鍛件的生產(chǎn)耗費(fèi)是巨大的,往往事前需要進(jìn)行物理模擬與數(shù)值模擬。物理模擬是指與本體變形在盡可能相似的條件(尺寸比例、 材料、物理性能及邊界條件)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M。計(jì)算機(jī)模擬是指將變形材料及變形過程 有關(guān)的溫度及力學(xué)特性以數(shù)學(xué)模型表示,籍助于計(jì)算機(jī)模擬變形過程任一瞬間狀態(tài)的應(yīng)力應(yīng)變及溫度分布。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過程模擬和物理模擬,兩者可以互相佐證和補(bǔ)充。
一、物理模擬中的基本原則。
對(duì)于溫度變化的變形過程,材料的流動(dòng)應(yīng)力及界面摩擦都在發(fā)生變化,因此很難實(shí)現(xiàn)完全相似,相對(duì)來說,等溫成形較易實(shí)現(xiàn)相似條件。由于的相似是不可能實(shí)現(xiàn)的,因此在根據(jù)鍛件物理模擬的數(shù)據(jù)來判斷實(shí)體的相關(guān)系數(shù)時(shí),應(yīng)做修正。
二、數(shù)值模擬技術(shù)。
由于金屬塑性成形過程中存在著幾何非線性(應(yīng)變與位移之間的非線性)和物理非線性(應(yīng)力與應(yīng)變之間的非線性)問題,使得主應(yīng)力法、滑移線法和上限法等傳統(tǒng)方法在分析問題的類型和實(shí)際應(yīng)用方面都存在著很大的局限性。而有限元法使塑性變形過程的物理特性得到真實(shí)的包容,能夠全面地考慮各種邊值、初值條件的影響,并且對(duì)于復(fù)雜邊界具有較高的擬合精度,因此逐漸成為金屬塑性成形過程數(shù)值模擬技術(shù)的主流方法。
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