材料成形工藝數值模擬是這樣的一個過程，在這個過程中人們使用專用的計算機軟體讓計算機對整個成形過程的各種物理量的變化進行數值計算，預測出成形過程中工程師們所關心的各種有用的技術信息，並將最終的計算結果以各種圖形或動畫的形式直觀生動地顯示在計算機的螢幕上。從螢幕上人們可以看到工件的詳細變形過程，以及各種物理量隨空間和時間的變化。
基本介紹
- 中文名：金屬成形工藝數值模擬
- 所屬類型：成形工藝
什麽是金屬成形工藝數值模擬?
材料成形工藝數值模擬是這樣的一個過程，在這個過程中人們使用專用的計算機軟體讓計算機對整個成形過程的各種物理量的變化進行數值計算，預測出成形過程中工程師們所關心的各種有用的技術信息，並將最終的計算結果以各種圖形或動畫的形式直觀生動地顯示在計算機的螢幕上。從螢幕上人們可以看到工件的詳細變形過程，以及各種物理量隨空間和時間的變化。如果您的工藝、模具或坯料設計不當，還可以看到由此所產生的各種成形缺陷，如開裂、摺疊、過燒與回彈等等。做一次工藝數值模擬，就相當於在計算機上做了一次虛擬的工藝試驗。與實際工藝試驗相比，它的優勢是成本低、周期短，所得到的技術信息更多更全、而且全是定量化的數據。如果您發現模擬出的工件具有某些缺陷，可以根據自己的經驗找出產生缺陷的原因，然後對工藝、模具和坯料進行修改。將修改後的數據進行第二次工藝模擬。如此反覆直到工藝成功。目前金屬成形工藝數值模擬技術已經基本成熟，並在工業中發揮了巨大的作用，給公司帶來了豐厚的利潤。在世界上很多著名的公司中，金屬成形工藝數值模擬已經成為生產中一個不可缺少的的工序。
數值模擬的基本原理是什麽？
金屬成形過程是工件的一個彈（粘）塑性變形過程，有時在這個過程中還伴有明顯的溫度和微觀組織變化。從物理的角度看，無論這個過程多麽複雜，這個過程總可以通過一組微分方程以及相應的邊界條件和初始條件表示出來。這組微分方程以及邊界條件和初始條件可以根據固體力學、熱力學和材料科學的基礎理論建立起來。通常，這組微分方程的基本未知量是工件各點的位移、溫度和一些用於描述微觀組織的物理量。例如，對於普通的衝壓過程，由於溫度的影響和微觀組織的變化可以忽略，因此基本的未知量只是工件各點的位移；而對於熱鍛過程，溫度也應該作為基本的未知量。如果我們可以得到這組微分方程的解，那麽，我們可以根據相關學科的基礎理論和基本規律，由所得到的基本未知量計算出其他物理量（例如應力、應變、載荷等）隨空間和時間的變化。由於金屬成形過程的複雜性，這組微分方程具有極強的物理的和幾何的非線性，因此得到這組微分方程的理論解是非常困難的。直到七十年代，隨著計算機技術和數值計算方法特別是有限元方法的迅速發展，才使得有可能通過數值計算的方法來求解這組微分方程，從而逐步建立了金屬成形工藝數值模擬技術。用計算機語言編寫的求解這組微分方程並由基本未知量計算其他物理量全部計算過程的檔案就是我們常說金屬成形工藝數值模擬軟體。
