附件C：譯文



基于有限元方法的板料成形模具可靠性設(shè)計
Ilker Demir，Oguz Kayabasi，Bulent Ekici

摘要
板料成形模具中，最大應(yīng)力一般出現(xiàn)在連接模具與框架的金屬棒上。采用有限元方法和可靠性分析研究金屬棒的疲勞性給模具壽命的預(yù)測帶來了很大的方便。為了降低板料成形模具中的應(yīng)力，同時提高它的疲勞壽命，論文提出一種有效的設(shè)計方案，即將有限元分析、近似模型、數(shù)值優(yōu)化算法和可靠性設(shè)計方法Monte Carlo模擬集成在一起從而形成了一種自動設(shè)計工具。
這種集成的可行性在使用可靠性設(shè)計技術(shù)時得到了檢驗，最終借助可靠性設(shè)計結(jié)果將金屬棒的疲勞性預(yù)測了出來，分析結(jié)果中顯示材料的體積節(jié)省了43%，應(yīng)力值也比最初設(shè)計時降低46.3% ，疲勞系數(shù)降低了36%。
1. 引言
板料成形工藝中，計算機(jī)輔助工程（CAE）、計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)和計算機(jī)輔助制造(CAM)這三項技術(shù)是基礎(chǔ)。尤其是在汽車制造業(yè)中，由于板成形模具主要在高負(fù)載條件下工作，所以成本很高，為此，提高模具工作部分的使用時間對降低大量生產(chǎn)的成本來說就顯得非常重要。在板料成形過程中，模具結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生很大的應(yīng)力，模具要擠壓金屬數(shù)十萬次，該過程中一個最重要的問題就是預(yù)測模具工作部分的疲勞壽命[1]?；谶@個原因，模擬板料成形模具的變形問題和預(yù)測它的疲勞壽命已成為近期關(guān)注的重要問題，同時有限元方法（FEM）也變得越來越重要，尤其是在模擬變形和疲勞的過程中。有限元方法的研究用的是理想模型，但現(xiàn)實制造業(yè)中并不存在這種模型，因為會出現(xiàn)一些不可預(yù)測的設(shè)計參數(shù)。為了避免這些參數(shù)帶來的不確定性，設(shè)計人員常使用安全系數(shù)。近些年來，一些設(shè)計人員又開始使用可靠性設(shè)計技術(shù)來替代這些安全系數(shù)?？煽啃栽O(shè)計技術(shù)甚至在一些困難的工程領(lǐng)域如實體或中空模具在擠壓時的性能分析[2]，焊接鋼管結(jié)構(gòu)的疲勞性分析[3]及隧道支撐設(shè)計[4]等方面也得到了廣泛有效的應(yīng)用。
板料成形模具中，最大應(yīng)力一般出現(xiàn)在連接模具與框架的金屬棒上。用有限元方法和可靠性分析研究金屬棒的疲勞性給模具壽命的預(yù)測帶來了很大的方便。板料成形設(shè)計時，摩擦力和壓邊力會帶來一些不確定性，這時可以通過Monte Carlo模擬來分析系統(tǒng)的可行性[5]，即使已經(jīng)得到了疲勞性測試的結(jié)果，該結(jié)果