附件C：譯文

最新水平的金屬板料成形數(shù)值模擬仿真技術(shù)
A. Erman Tekkaya
機(jī)械工程學(xué)系，中東技術(shù)大學(xué)，06531安卡拉，土耳其

摘要
本文從一個(gè)簡(jiǎn)單的金屬板材成形數(shù)值模擬探索的歷史概述開始，從數(shù)值模擬的角度給出了大體積材料和金屬板料成形過程的比較，總結(jié)了仿真工具適用者的基本要求，簡(jiǎn)單的討論了各種可能的方法，特別強(qiáng)調(diào)了靜態(tài)顯式和動(dòng)態(tài)隱式有限元程序，也有不同元素類型的綜述，給出了可用的重要商業(yè)有限元程序包，對(duì)仿真工具的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了討論，一些典型的工業(yè)應(yīng)用情況表明目前的分析能力最后，試圖預(yù)言未來的發(fā)展情況。

1.簡(jiǎn)介
在具有世界領(lǐng)先水平的汽車制造公司工作的成形方面的專家Schacher【２２】總結(jié)了關(guān)于此行業(yè)目前的壓力：在過去，我們每十年開發(fā)三個(gè)新車型，現(xiàn)在我們每三年開發(fā)十個(gè)新車型。開發(fā)周期的大幅減小以及降低汽車重量以減少燃料消耗的趨勢(shì)導(dǎo)致了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和制造程序要重新建立，特別是在汽車制造業(yè)。金屬板材成形作為重要的生產(chǎn)過程（見例子【１４】）是基于大量的經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試錯(cuò)的過程。這些循環(huán)重復(fù)的越少原材料的浪費(fèi)就越少。在設(shè)計(jì)的創(chuàng)新過程中，被命名為虛擬生產(chǎn)現(xiàn)代數(shù)值模擬分析減少了試錯(cuò)的過程，本文的目的就是討論在金屬板材成形數(shù)值模擬行業(yè)的現(xiàn)狀和未來可能的發(fā)展。
金屬板料成形模擬的嘗試可以追溯到20世紀(jì)60年代，板材成形過程的第一個(gè)數(shù)值解決方案已經(jīng)由有限差分法【３１】得到解決。圖1【２５】給出了一個(gè)典型的利用有限差分法解決拉伸成形問題的例子。在這里，與試驗(yàn)結(jié)果的比較表明直至板料破裂都相當(dāng)吻合。然而，這些方法僅限于軸對(duì)稱問題。雖然在20世紀(jì)90年代就嘗試用三維有限元法【１９】取代一般的方法解決拉深問題，由于不能使用一般的邊界條件的嚴(yán)重缺點(diǎn)，他們無法確定用有限元法是否能做得完美。金屬板料數(shù)值模擬的真正突破是通過有限元方法的應(yīng)用。Gotoh and Ishise【８】 and Wang and Budiansky【２７】and Wifi【３０】都做了創(chuàng)造性的研究。前兩個(gè)研究是利用一彈塑性材料的規(guī)律，而后者采用了硬質(zhì)塑料的規(guī)律，此外，元素類型分別是薄膜【２７】和連續(xù)體。第一個(gè)3D應(yīng)用程序是由Tang【２４】 and Toh and Kobayashi【２６】等人開發(fā)的。提及的所有的研究都是靜力隱式的或靜力顯式的類型。動(dòng)力顯式方法是出于Belytschko and Mullen【３】的研究。Benson and Hallquist【４】的工作把這個(gè)理論應(yīng)用到變形力學(xué)。用人工力量代替拉延筋，例如，Massoni【１５】等人的應(yīng)用。Wang and Wenner［２８］首先考慮納入粘性的影響。Xing and Makinouchi［３４］已經(jīng)做了形變耦合模型。