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热加工工艺模拟的功能 热加工工艺模拟技术发展趋势

作者:admin 来源: 日期:2012-10-13 9:18:40 人气: 标签:热加工 模拟技术
今天郑州模具培训为大家讲一讲热加工工艺模拟的功能 热加工工艺模拟技术发展趋势
1. 动态模拟工艺过程
形象地显示各种工艺的实施过程及材料形状、轮廓、尺寸、组织的演变情况。
2. 预测工件的组织性能质量
预测在不同工艺条件下材料经成形改性制成毛坯零件后的组织性能质量,特别是能找出易发缺陷的成因及削除方法。
3. 优化工艺设计
通过在虚拟条件下工艺参数的反复比较,得出最优工艺方案。变传统工艺设计时优化工艺的途径(修改模具或修改图样)为在计算机上修改构思的处理方法。
2.热加工数值模拟的主要内容
数值模拟是热加工工艺模拟最重要的方法。它主要包括处理、模拟分析计算和后处理三部分内容。
1. 数值模拟的前处理
前处理的任务是为数值模拟准备一个初始的计算环境及对象。主要包括:
(1)三维造型 将模拟对象(铸件、锻件、焊接结构件等)的几何形状及尺寸以数字化方式输入,成为模拟软件可以识别的格式。由于目前已有商品化造型软件推出,除特殊情况外,一般可采用商品化软件,如Pro-E、UG、I-DEAS(工作站);AutoCAD、Solid edge、Solid work(微机)等作为模拟的软件平台,进行前处理。
(2)网格剖分 按模拟的功能有精确度要求,将实体造型部分成一定细度的单元。零件尺寸越小,模拟尺度越接近微观,则要求剖分的越细。
2. 模拟分析计算
模拟分析计算是数值模拟的核心技术。按其功能,主要包括以下内容。
1)宏观模拟仿真 目的是模拟热加工过程中材料形状、轮廓、尺寸及宏观缺陷(变形、缺肉、皱折、缩孔、气孔、夹渣等)的演化过程及最终结果。为达到上述目的,需建立并求解以下一些物理场的数理方程。
1)温度场。是进行热加工过程数值模拟最重要的物理场。可以直接预测铸件的凝固前沿及缩孔缩松的位置及大小,同时它也是其他所有物理场的计算基础。
热加工工艺模拟技术发展趋势
1. 宏观→中观→微观
材料热加工工艺模拟的研究工作已普遍由预测形状、尺寸、轮廓的宏观尺度模拟(米量级)进入到以预测组织、结构、性能为目的的中观尺度模拟(毫米量级)及微观尺度模拟(微米量级)阶段,研究对象涉及结晶、再结晶、重结晶、偏析、扩散、气体析出、相变等微观层次,甚至达到单个枝晶的尺度。
2. 单一分散→耦合集成
模拟功能已由单一的温度场、流场、应力/应变场、相变场模拟普通进入到耦合集成阶段,以真实模拟复杂的实际热加工过程。
3. 通用、共性→专用、特性
由于建立在温度场、流场、应力/应变场数值模拟基础上的常规热加工,特别是铸造、冲压、锻造工艺模拟技术的日益成熟及商业软件出现,研究工作已由共性通用问题转向难度更大的专用特性问题,主要有以下两个方面:
(1)解决特种热加工工艺模拟及工艺优化问题 如铸造专业中的压铸、低压铸造、金属型铸造、连续铸造、电渣熔铸等;锻压专业中的液压胀形、楔横轧、辊锻等;焊接专业中的电阻焊、激光焊等。
(2)解决热加工件的缺陷消除问题 应用模拟技术,已解决了大型铸钢件的缩孔、缩松,模锻件的折叠及冲压件的断裂、起皱问题,目前的研究热点集中在铸件的热裂、气孔、偏析、大型锻件混晶;冲压件的回弹;焊接件的变形、冷裂、热裂;淬火中的变形等常见的缺陷的预防和消除方法的研究。

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