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1、有限元模拟在金属塑性成形中的应用上海交通大学翟福宝林新波张质良夏萼辉 摘要本文系统介绍了有限元法的发展现状和关键技术，结合实例说明了有限元模拟技术在 塑性成形领域的具体应用，并对其存在的问题和发展方向提出了自己的见解。 关键词有限元金属塑性成形模拟 分类号 引言 金属塑性加工的变形过程是一个非常复杂的弹 塑性大变形过程。这时既有材料非线性，又有几何 非线性，再加上复杂的边界接触条件的非线性，这些 因素使其变形机理非常复杂，难以用准确的数学关 系式来进行描述。 随着金属塑性成形技术的日益发展，人们对其 在成形过程中的变形规律、变形力学的分析越来越 重视。有限元法作为一种有效的数值计算方法已经 被
2、广泛应用于金属成形过程的数值模拟方面。 = 有限元模拟在塑性成形领域的应用 =D65)5本构方程为基础。 在分析金属成形问题时，不仅能按照变形的路径得 到塑性区的发展状况、工件中的应力、应变分布规律 和几何形状的变化，而且还能有效地处理卸载问题， 计算残余应力。因此，弹塑性有限元法被用于弹性 VV变形无法忽略的成形过程模拟。但弹塑性有限元法 要以增量方式加载，尤其在大变形弹塑性问题中，由 于要采用H7C,7-C)或=+1),描述法之一来描述有限 元列式，所以需要花费较长的计算时间，效率较低。 （!）刚塑性有限元法! 刚塑性有限元法忽略了金属变形中的弹性效 应，以速度场为基本量，形成有限元列式。
3、这种类型 主要有刚塑性有限元法和刚粘塑性有限元法。刚塑 性有限元法虽然无法考虑弹性变形问题和残余应力 问题，但计算程序大大简化。在弹性变形较小甚至 可以忽略时，采用刚塑性有限元法可达到较高的计 算效率。 有限元建模过程是为了满足有限元求解的要求 而对实际模型的合理处理，通常要对实际模型进行一定的简化，但要求模型应能正确反映实际条件。 有限元模型的建立主要包括以下关键技术。 =D7、 =(“=67、D56(B7等。近年来，有限元软件行业竞争激 烈，各种专用软件相继出现，软件逐渐向专业化、并 行性和智能化的方向发展。运用商业软件完成的几个金属成形实例，分析如下： （E）筒形件错距旋压有限元模拟图E 旋轮接触受力分布该实例利用=(“ =67上实现。通过模拟， 分析了材料的温挤压流动规律，结果如实反映了充
