譯文：


集成過程模擬與板材沖壓模具設(shè)計(jì)

關(guān)鍵詞：過程模擬，模具設(shè)計(jì)，F(xiàn)EM集成
概要：在最近10-15年中，計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)逐漸成為一種非常重要的板材成形設(shè)計(jì)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(gè)新興的角色。本文的目的是簡(jiǎn)要介紹板材成形這個(gè)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(jī)械工程系模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展。這個(gè)被推薦的集成解決方案對(duì)提高板材成型在部分重要行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力有非常重要的實(shí)際意義。本文中所描述的概念對(duì)工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)工程都有實(shí)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(jì)的最新發(fā)展非常強(qiáng)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(lái)，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(wú)論是金屬成形工藝設(shè)計(jì)還是模具設(shè)計(jì)都是非常重要和復(fù)雜的任務(wù)。
全球競(jìng)爭(zhēng)也需要制造業(yè)——除了實(shí)際車間中積累的技能和經(jīng)驗(yàn)——應(yīng)越來(lái)越多地利用成熟的計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)快速和低成本的進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和模具制造。各種計(jì)算機(jī)輔助工程方法的應(yīng)用已成為制造業(yè)中的一個(gè)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(jì)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(cè)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(jì)成形模具等。CAE工具的應(yīng)用變得越來(lái)越重要是因?yàn)樽鳛橹圃斓牟糠肿兊萌遮厪?fù)雜。作為由全球競(jìng)爭(zhēng)力需求推動(dòng)的CAE技術(shù)應(yīng)用需要加快步伐，健全和簡(jiǎn)化工藝和模具設(shè)計(jì)工程（PDDE）的需要變得越來(lái)越緊要。
最近，有兩個(gè)主要途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。其中之一就是以知識(shí)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(jiǎn)化塑性理論和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)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(shí)系統(tǒng)的文章。然而，解決方案的專有知識(shí)庫(kù)有一些缺點(diǎn)：它們往往不能提供足夠的精確的解，因?yàn)檫@些系統(tǒng)一般都基于有限的簡(jiǎn)單技術(shù)規(guī)則。因此，以知識(shí)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)無(wú)法預(yù)測(cè)原料周轉(zhuǎn)，而且通常不能提供在部件內(nèi)準(zhǔn)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(biāo)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(jì)、改善預(yù)測(cè)過程中的限制和防止流動(dòng)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(yàn)，以及縮短交貨時(shí)間，同時(shí)大大降低制造成本。但是，專用的數(shù)值模型——類似于