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数值模拟技术在大型锻件生产中的应用-【新闻】十堰

发布时间:2021-04-20 12:03:40 阅读: 来源:传感器厂家

数值模拟技术在大型锻件生产中的应用

前言

大锻件生产具有单件、小批的特点。生产前需要大量的人力和物力准备原材料、模具或辅具,前期投入相当大,一旦产品报废,将造成很大的损失,这对工艺制定的合理性提出了很高的要求。在生产新产品或制定新工艺时,工艺人员往往无法根据经验确定工艺是否合理,只能采用大量实验的方法进行研究。由于大型锻件尺寸较大,不可能进行2∶2的实物实验,而小件实验有时会与实际生产过程相差过大。而且物理实验通常只能给出工艺过程某个阶段的结果,无法全面了解整个工艺过程,具有一定的局限性。由于大锻件生产的这些特殊性,采用先进的数值模拟技术改变工艺制定过程中仅凭经验决定的现状是具有重要意义的。

2数值模拟技术在现代制造中的地位和作用

随着计算机技术的飞速发展,人类社会已经步入了信息时代。计算机及网络不仅改变了人们生活方式,也同样改变了传统机械制造的概念与方法。随着计算机辅助技术的广泛应用,计算机已经深入到工业生产的各个环节之中。一个现代的产品制造过程可以由图2来描述。当接到生产任务时,首先采用CAD系统进行产品设计,其设计结果将由CAE系统对其生产工艺的可行性及合理性进行评估,如果其不满足制造要求或所需要成本太高,将返回到CAD系统中进行重新设计:如果通过了CAE的评估,就将采用CAM系统进行实际的生产制造。这一生产模式已在工业发达国家得到了广泛的应用,并且近年来更提出了并行工程技术与虚拟制造技术等新概念和新方法,将产品设计、工艺制定、生产制造及管理中的CAD、CAE、CAM、CAPP、MRP等计算机辅助技术,通过先进的信息技术结合起来,从而达到进一步缩短产品设计、制造周期,提高产品质量,降低成本,增强产品竞争能力的目的。但不论哪一种方法,CAD/CAE/CAM等仍是整个计算机辅助技术的核心与基础。

图2现代产品制造过程示意图

数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型,可以在昂贵费时的模具或辅具制造之前,在计算机中对工艺的全过程进行分析。不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息,而且可预测可能存在的缺陷;通过改变工艺参数对不同方案进行模拟分析,可以从各方案的对比中总结出规律,进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量,减少材料消耗,提高生产效率,缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。

在工业发达国家,数值模拟技术已被认为是生产中必不可少的一个环节,目前在国内数值模拟技术也早已走出象牙塔,并已在实际生产中取得了巨大成功。

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