鋼或鋁金屬成形機械設計精密零件計量顯微鏡
金屬成形科學與實踐新材料的成形,如高強度鋼或鋁。一個錯
誤的觀念就是,原始的設計可以借助一個精確的計算機輔助系統自
動完成,這在工程技術中是永遠不可能實現的。方案設計要求對機
械過程有個基本的理解,并結合簡單計算來建立整個設計過程。如
果這個步驟做得很好的話,那么CAD系統在完善設計和添加許多設
計細節上非常有用。
與它相聯系的另外一個問題就是在這個領域很難開發研制出這
樣一個教育軟件——只強調數值模擬而忽略板帶成形的基本工藝的
教育軟件。資料表明,“運用,,大的有限元系統進行分析時,系
統本身并沒有提供成形工藝知識。這樣,工程師對板帶進行數值模
擬時,他不僅學不到完整的數值模擬知識,而且學到的知識將是零
碎的知識。在工程科學領域還沒有形成一個有效的教育軟件,只有
結合相關的領域(即機械設計領域)才能夠說明這個問題。每個工程
師都知道,在一些工具設計的開始階段,幾乎所有的結構分析都是
用發展很完善的學科諸如“強度,材料的力學性能”來完成的。在
這個學科里,復雜的部分都被簡化成張力部分、導板、輥或坯料的
一個組合,通過簡單的模型(簡單模型通常包括一些假設和測試好
結果的假設)來分析。給板帶成形開發一個類似的研究項目是非常
重要的。本章的任務就是證明如果能較大限度地利用先進的數值模
擬工具,開發這個研究項目已經成為可能,而且它也是非常必要的
。
采用“材料的強度,,確定板帶成形工藝的這種方法,它包括
確定每個單元的板帶成形工藝,諸如拉拔或在一定曲率下的彎曲和
反彎曲。一個復雜的過程是許多因素的組合,而這些因素是由設計
者確定的,并用一些簡單的模擬就可分析得出來的。對于任何這樣
一個工具,這些工具單元的個數很少,設計者將檢驗每個計算的輸
出,獲得對這些單元相互聯系方式的感性認識,這有助于對整個過
程的理解。在數值分析中,這是不可能的,因為數值分析包含上千
個單元,而且很多信息都被隱藏在大量的數據中。
在過去的二十年里,大量的板材成形研究的目的在于直接利用
數值技術,預測復雜形狀的工件在模具中的應力、應變和表面狀態
。通常利用電子計算機,在付諸生產之前,就能獲得有關復雜的沖
壓件的相關信息。依靠軟件,我們可以很好的預測板料在何處發生
裂開或起皺。當然必須承認結果的定量驗證還沒有推廣使用。
這些發展已經大大提高了金屬板材的成形技術水平,但還有很
多需要改進的領域。但是在方案設計階段,工具和工藝工程師進行
的模具設計一直是根據經驗和常規來設計的。過去,設計者都是很
多有經驗的技工,即使是在現在,在一定程度上,這種情況仍然存
在。在不需要對設計方法的基礎有太多改變的條件下,先進的計算
機輔助系統已經開始占據這個位置,結果是當精確的數值模擬能夠
識別各方面問題時,這些模擬模型實際上是分析的工具而不是設計
的工具,因此對有問題的地方做適當的修改仍然是經驗的。所以能
夠用模擬來對模具設計作定量地修改是迫切需要的。在對所有工具
進行更大的數值分析之前,這樣的設計方法能夠對設計修改作較終
的解釋和說明。從另一方面來看,應該有比用一個昂貴的和復雜的
數值分析方法更適合用于實驗和誤差分析的工具。現在的問題是,
因為工具的較原始的設計經常依據寶貴的經驗,