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1、 锻造预成形工艺三维塑性有限元模拟_陈军 表2流动应力的预测值与实际值比较 等效应变变形温度()等效应变速率(s -1)网络输出预测值(M Pa)实际测量值(M Pa)相对误差 (%)0.20.20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.7 1010110110509509501050115011011010110111501101 20.03.060.080.010.030.09.080.050.0101.030.04.0 157.590.0174.6227.0182.0160.7106.0168.7326.4174.4127.3106.0 154.1101.4166.221
2、7.2171.2150.197.3160.7318.0167.2122.3111.1 2.2-9.45.04.56.36.68.95.0 3.8 4.34.1-4.5 4结论 通过本文的工作,人工神经网络(ANN )可用于热粘塑性材料的本构关系的建立。并且,预测结果具有足够的精度,它不仅能够满足目前工程应用时的需要,而且可以为金属塑性加工过程的智能仿真提供更为准确的原始信息。 参考文献 1周纪华,管克智.金属塑性变形阻力.北京:机械工业出版社, 11019. 2史忠植.神经计算.北京:电子工业出版社,11013. 3焦李诚.神经网络系统理论.西安:西安电子科技大学出版社, 11010. *上海
3、市科技启明星基金资助项目(编号:96Q F/4006)收稿日期:110170901 锻造预成形工艺三维塑性有限元模拟 * 200030上海交通大学陈军彭颖红阮雪榆 摘要综述了目前锻造成形工艺数值模拟的发展现状,对三维锻造过程数值模拟技术的软件 系统实现提高了可靠的处理方法,并建立了通用三维刚塑性/刚粘塑性有限元数值模拟系统。对圆饼类锻件的镦粗预成形工艺进行了过程模拟,首次模拟了连杆滚挤预成形工艺,分析了摩擦条件对成形过程的影响,对于模拟整个多工位锻造过程,实现合理的预成形工艺和模具设计具有重要意义。 Preforging processes simulation by 3dimensional
4、 rigid -viscoplastic FEM This paper first rev iews the state of the art in the prefo rging num erical sim ulation by FEM,and pro poses many effectiv e methods to implement this techno log y in the co mputer ,furthermo re ,sets up the general 3D rigid-plastic /rigid-visco plastic FEM simulatio n soft
5、w are.Seco nd this paper sim ula tes the prefo rging process-upsetting of circle-handle fo rging par t,and traces the ro llex truding prefo rging pro cess of the linking -rod par t ,w hich co nsiders the effect of friction upo n the fo rming process .Finally that th e co nclusio n is draw n tha t th
6、e FEM sim ulation plays an im po rtant ro le in simulating the whole multi-stag e forging processes and fulfils the reaso nable technolog y a nd die desig ning. 叙词预成形锻造数值模拟三维刚塑性有限元1引言 在锻造工艺中,许多零件的几何形状非常复杂,无法用一个模锻工位成形,或者采用一个工位成形时,容易产生表面或内部缺陷,模具受力状态恶劣,使用寿命低。为解决上述问题,业内人士提出了多工位锻造成形(M ulti -stag e forgin
7、g )。多工位成形模具中工序的数量和预成形模腔的几何形状,直接影 响着模具的使用寿命、制品的形状和尺寸精度,以及塑性加工生产的效率。在多工位成形工艺中,最重要 的是设计预成形模腔的几何形状,保证金属的合理流动,为终锻成形提供合理形状的毛坯。 塑性有限元法不失为一种检验模具设计合理与否的有效方法,国内外学者在这方面进行了许多的研究。Kim N 和Kang B S 等人利用有限元法对H 形锻件的预成形工艺和模具设计进行了数值模拟 1,2 ;赵国群将链轨节锻造成形过程简化为二维问 题进行刚粘塑性有限元模拟,所提出的模具设计和 表2流动应力的预测值与实际值比较 等效应变变形温度()等效应变速率(s -
8、1)网络输出预测值(M Pa)实际测量值(M Pa)相对误差 (%)0.20.20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.7 1010110110509509501050115011011010110111501101 20.03.060.080.010.030.09.080.050.0101.030.04.0 157.590.0174.6227.0182.0160.7106.0168.7326.4174.4127.3106.0 154.1101.4166.2217.2171.2150.197.3160.7318.0167.2122.3111.1 2.2-9.45.04.56.
9、36.68.95.0 3.8 4.34.1-4.5 4结论 通过本文的工作,人工神经网络(ANN )可用于热粘塑性材料的本构关系的建立。并且,预测结果具有足够的精度,它不仅能够满足目前工程应用时的需要,而且可以为金属塑性加工过程的智能仿真提供更为准确的原始信息。 参考文献 1周纪华,管克智.金属塑性变形阻力.北京:机械工业出版社, 11019. 2史忠植.神经计算.北京:电子工业出版社,11013. 3焦李诚.神经网络系统理论.西安:西安电子科技大学出版社, 11010. *上海市科技启明星基金资助项目(编号:96Q F/4006)收稿日期:110170901 锻造预成形工艺三维塑性有限元模拟
10、 * 200030上海交通大学陈军彭颖红阮雪榆 摘要综述了目前锻造成形工艺数值模拟的发展现状,对三维锻造过程数值模拟技术的软件 系统实现提高了可靠的处理方法,并建立了通用三维刚塑性/刚粘塑性有限元数值模拟系统。对圆饼类锻件的镦粗预成形工艺进行了过程模拟,首次模拟了连杆滚挤预成形工艺,分析了摩擦条件对成形过程的影响,对于模拟整个多工位锻造过程,实现合理的预成形工艺和模具设计具有重要意义。 Preforging processes simulation by 3dimensional rigid -viscoplastic FEM This paper first rev iews the sta
11、te of the art in the prefo rging num erical sim ulation by FEM,and pro poses many effectiv e methods to implement this techno log y in the co mputer ,furthermo re ,sets up the general 3D rigid-plastic /rigid-visco plastic FEM simulatio n softw are.Seco nd this paper sim ula tes the prefo rging proce
12、ss-upsetting of circle-handle fo rging par t,and traces the ro llex truding prefo rging pro cess of the linking -rod par t ,w hich co nsiders the effect of friction upo n the fo rming process .Finally that th e co nclusio n is draw n tha t the FEM sim ulation plays an im po rtant ro le in simulating
13、 the whole multi-stag e forging processes and fulfils the reaso nable technolog y a nd die desig ning. 叙词预成形锻造数值模拟三维刚塑性有限元1引言 在锻造工艺中,许多零件的几何形状非常复杂,无法用一个模锻工位成形,或者采用一个工位成形时,容易产生表面或内部缺陷,模具受力状态恶劣,使用寿命低。为解决上述问题,业内人士提出了多工位锻造成形(M ulti -stag e forging )。多工位成形模具中工序的数量和预成形模腔的几何形状,直接影 响着模具的使用寿命、制品的形状和尺寸精度,以及塑性加工生产的效率。在多工位成形工艺中,最重要 的是设计预成形模腔的几何形状,保证金属的合理流动,为终锻成形提供合理形状的毛坯。 塑性有限元法不失为一种检验模具设计合理与否的有效方法,国内外学者在这方面进行了许多的研究。Kim N 和Kang B S 等人利用有限元法对H 形锻件的预成形工艺和模具设计进行了数值模拟 1,2 ;赵国群将链轨节锻造成形过程简化为二维问 题进行刚粘塑性有限元模拟,所提出的模具设计和
