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
A. Erman Tekkaya
機械工程學系，中東技術大學，06531安卡拉，土耳其

摘要
本文從一個簡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，總結了仿真工具適用者的基本要求，簡單的討論了各種可能的方法，特別強調了靜態(tài)顯式和動態(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，對仿真工具的應用現(xiàn)狀進行了討論，一些典型的工業(yè)應用情況表明目前的分析能力最后，試圖預言未來的發(fā)展情況。

1.簡介
在具有世界領先水平的汽車制造公司工作的成形方面的專家Schacher【２２】總結了關于此行業(yè)目前的壓力：在過去，我們每十年開發(fā)三個新車型，現(xiàn)在我們每三年開發(fā)十個新車型。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導致了傳統(tǒng)的設計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過程（見例子【１４】）是基于大量的經驗和反復試錯的過程。這些循環(huán)重復的越少原材料的浪費就越少。在設計的創(chuàng)新過程中，被命名為虛擬生產現(xiàn)代數(shù)值模擬分析減少了試錯的過程，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60年代，板材成形過程的第一個數(shù)值解決方案已經由有限差分法【３１】得到解決。圖1【２５】給出了一個典型的利用有限差分法解決拉伸成形問題的例子。在這里，與試驗結果的比較表明直至板料破裂都相當吻合。然而，這些方法僅限于軸對稱問題。雖然在20世紀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重缺點，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。前兩個研究是利用一彈塑性材料的規(guī)律，而后者采用了硬質塑料的規(guī)律，此外，元素類型分別是薄膜【２７】和連續(xù)體。第一個3D應用程序是由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】的工作把這個理論應用到變形力學。用人工力量代替拉延筋，例如，Massoni【１５】等人的應用。Wang and Wenner［２８］首先考慮納入粘性的影響。Xing and Makinouchi［３４］已經做了形變耦合模型。