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數(shù)值模擬技術(shù)用于檢驗(yàn)工藝和模具設(shè)計(jì)的合理性。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和70年代塑性有限元理論的發(fā)展，許多塑性成形過程中很難求解的問題可以用有限元方法求解。在冷鍛成形工藝領(lǐng)域，通過建模和合適的邊界條件的確定，有限元數(shù)值模擬技術(shù)可以很直觀地得到金屬流動過程的應(yīng)力、應(yīng)變、模具受力、模具失效情況及鍛件可能出現(xiàn)的缺陷情況。這些重要信息的獲得對合理的模具結(jié)構(gòu)，模具的選材、熱處理及成形工藝方案的***終確定有著重要的指導(dǎo)意義。

有效的數(shù)值模擬軟件是以剛塑性有限元法為基礎(chǔ)建立起來的，這些軟件有：Deform、Qform、Forge、MSC/Superform等。運(yùn)用有限元數(shù)值模擬技術(shù)可用于檢驗(yàn)工藝和模具設(shè)計(jì)的合理性。預(yù)鍛分流區(qū)-分流終鍛，用三維有限元數(shù)值模擬軟件Deform 3DTM進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，得到了鍛造載荷-行程曲線以及整個成形過程的應(yīng)力、應(yīng)變、速度分布等，并與傳統(tǒng)的閉式鐓擠工藝模擬的結(jié)果進(jìn)行了比較。分析表明，傳統(tǒng)的閉式鐓擠成形直齒圓柱齒輪，成形載荷大，不利于齒形的充填。采用預(yù)鍛分流區(qū)-分流終鍛新工藝，可以大幅度降低成形載荷，親明顯改善材料的充填性，可以獲得齒形角部飽滿的齒輪。用三維大變形彈塑性有限元法對齒輪冷精鍛成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，對以閉式模鍛為預(yù)鍛和以閉式模鍛、孔分流及約束分流為終鍛的兩步成形模式的變形流動情況進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。數(shù)值分析結(jié)果及工藝試驗(yàn)表明在終鍛中采取分流，尤其是約束孔分流措施對于降低工作載荷和提高角隅充填能力等方面十分有效。