譯文：


集成過程模擬與板材沖壓模具設(shè)計

關(guān)鍵詞：過程模擬，模具設(shè)計，F(xiàn)EM集成
概要：在最近10-15年中，計算機輔助工藝過程設(shè)計及模具設(shè)計逐漸成為一種非常重要的板材成形設(shè)計工具，尤其是在汽車制造業(yè)中。有限元的快速發(fā)展也非常注重這個新興的角色。本文的目的是簡要介紹板材成形這個非常重要的領(lǐng)域目前所取得的成就和在發(fā)展過程中取得的一些特殊成果。因此，在本文中，我們將分析集成過程模擬和米什科爾茨大學(xué)機械工程系模具設(shè)計系統(tǒng)的發(fā)展。這個被推薦的集成解決方案對提高板材成型在部分重要行業(yè)的國際競爭力有非常重要的實際意義。本文中所描述的概念對工藝設(shè)計和模具設(shè)計工程都有實際意義。
1. 前言
近幾年，金屬成形過程在制造工業(yè)的作用和重要性不斷增加主要是由于它的材料和成本效益性。材料和成本效益性是工具、材料和設(shè)計的最新發(fā)展非常強調(diào)的，這些新發(fā)展使產(chǎn)品的力學(xué)性能和尺寸公差顯著改善。此外，近幾年來，金屬成形在凈形或近凈形生產(chǎn)方向的發(fā)展，使后續(xù)加工業(yè)務(wù)的需要減少，并使總的生產(chǎn)成本最小化。因此，無論是金屬成形工藝設(shè)計還是模具設(shè)計都是非常重要和復(fù)雜的任務(wù)。
全球競爭也需要制造業(yè)——除了實際車間中積累的技能和經(jīng)驗——應(yīng)越來越多地利用成熟的計算機輔助工程技術(shù)快速和低成本的進行工藝設(shè)計和模具制造。各種計算機輔助工程方法的應(yīng)用已成為制造業(yè)中的一個最重要的課題，特別是在汽車行業(yè)。
各種CAE技術(shù)的應(yīng)用幾乎涵蓋了從產(chǎn)品概念設(shè)計到生產(chǎn)制造階段的完整的產(chǎn)品開發(fā)周期。 CAE技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬薄板成形中，例如，預(yù)測可模鍛性、確定制造類型和工藝順序及它們的參數(shù)、設(shè)計成形模具等。CAE工具的應(yīng)用變得越來越重要是因為作為制造的部分變得日趨復(fù)雜。作為由全球競爭力需求推動的CAE技術(shù)應(yīng)用需要加快步伐，健全和簡化工藝和模具設(shè)計工程（PDDE）的需要變得越來越緊要。
最近，有兩個主要途徑來實現(xiàn)這些目標。其中之一就是以知識為基礎(chǔ)的專家系統(tǒng)的應(yīng)用，專家系統(tǒng)一般都基于簡化塑性理論和技術(shù)經(jīng)驗法則。在薄板和大體積金屬成形中都有大量的關(guān)于應(yīng)用基于知識系統(tǒng)的文章。然而，解決方案的專有知識庫有一些缺點：它們往往不能提供足夠的精確的解，因為這些系統(tǒng)一般都基于有限的簡單技術(shù)規(guī)則。因此，以知識為基礎(chǔ)的系統(tǒng)無法預(yù)測原料周轉(zhuǎn)，而且通常不能提供在部件內(nèi)準確的壓力和拉力的分布。
作為另一種方法，數(shù)值技術(shù)（現(xiàn)在主要是有限元建模）應(yīng)用于塑性變形分析中 [4-6]。金屬成形工藝的數(shù)值模擬應(yīng)用的主要目標是確定合適的工藝參數(shù)，并通過工藝模擬制定適當(dāng)?shù)哪＞咴O(shè)計、改善預(yù)測過程中的限制和防止流動所造成的缺陷以提高零件質(zhì)量。除了這些，工藝數(shù)值模擬也可以減少工藝和模具的試驗，以及縮短交貨時間，同時大大降低制造成本。但是，專用的數(shù)值模型——類似于