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轉發自：Science and Technology Innovation Herald·科技創新導報 工程技術

作者：常淑敏

（遼（liáo）寧（níng）省機（jī）電工程學校遼寧遼陽1 1 1004）

2未來市場（chǎng）需求及產品

隨著汽車、電子電器（qì）等製造業快速（sù）發展及產品更新換代周期加快（kuài），先進（jìn）多工位與（yǔ）多功（gōng）能衝壓（yā）模具，特（tè）別是大型高精、超（chāo）高速衝（chōng）壓、超薄、超強和微細型零件成形衝壓模具的市場需求將穩定增長。

隨著客戶要求從主（zhǔ）要考慮模具本（běn）身品（pǐn）

質向使用模具生產（chǎn）的最終衝壓產（chǎn）品品質控製方（fāng）向轉移，向用戶企業（yè）提（tí）供產品衝壓係統解（jiě）決方案的（de）技術服務方式將得到快速發展。

3關鍵技術

3 · 1衝壓模具產品（pǐn）的信息化和智能（néng）化

（l )現狀：目前衝壓模具（jù）主要考慮（lǜ）的是衝壓件的“控形"問題1同時考慮“控形和控（kòng）性"尚缺乏衝壓成（chéng）形“控形（xíng）和控性"技術理論研究、模具產品的信息化和智能（néng）化等基礎（chǔ）條件。

（2） 挑戰（zhàn）：需掌握衝壓件的成形形狀智能控製技術，衝壓件強度（dù）、剛度和（hé）厚度合理分布的控製技（jì）術與模具設計技術、衝壓（yā）成形過程及零部件質（zhì）量的控製技術等。

（3） 目標：預計到2030年，突破衝壓件的控形（xíng）和（hé）控性理論、掌握（wò）衝壓模（mó）具成形過程的信（xìn）息獲取、應用與衝（chōng）壓件的控形控性模具設計實現（xiàn）方法等關鍵技術，達到世界先進水平。

3 · 2新型工藝及衝（chōng）壓模具（jù）理論與技術

(1)現狀新材料和新工藝不斷出現，如硼鋼板熱衝壓（yā）技術、管材的內高壓成形技術、鎂合金板的衝壓技術（shù）等，而現有的模具成形理論與技術不能完全適應新材料和（hé）新工藝對模具的要求，也缺乏（fá）綜合工程研發機構。

（2） 挑戰：需（xū）協調新材料變形特（tè）性研究、新成形工藝開發和模（mó）具設計製造（zào）間的關係。

（3） 目標：新材料（liào）成形模具（jù）的設（shè）計製造技術、新成形工藝所需模具的設計製造技術達到國際先（xiān）進水平。

4汽車覆蓋件成形數值模擬技術（shù）（ CAE分析）

4．1汽車覆蓋件成形數值模擬技術（shù）（CAE分析）的優點

（l )縮短開發周期。如（rú）某汽車地板總成的模具開發由44周（zhōu）縮短為20周；（2）降低開發成（chéng）本3）提高產品質量巛4）深化對成形過程的科學認識。

4．2 CAE技術（shù）的數值模擬的核心思想 有限元法

起源：有限元法是隨著計算機技術發展而出現的一種基於變分（fèn）原理來求解偏微分方程的有效數值計算方法。

基本思（sī）想（xiǎng）：把連（lián）續體視為離散單元（yuán）的集（jí）合體。

“化整為零"。將連續體分解為（wéi）有（yǒu）限（xiàn）個性態比較簡單的“單元”。對這些單元分別（bié）進行（háng）分析。

“積零為整"。將各個單（dān）元重新組合為原來的連續體（tǐ）的簡化“模型”，求解得到基（jī）本未知量（位移）在若於離散（sàn）點的數值解。

根據數值解再回到各（gè）單元中計算其他物理量〈應變、應力（lì）、溫度等）。

引人CAE數值仿（fǎng）真的模具開發。

結合板料CAE數值模擬在模具開發中的作用。

4 · 3金屬（shǔ）塑性有限元法的實施步驟

( l )用假想的線、麵（miàn）將連續體分成若幹具有簡單幾何形狀的“有（yǒu）限（xiàn）單元"

假設這些單元在且（qiě）僅在其邊界上的（de）若（ruò）幹個離（lí）散節點處互相連（lián）接。將（jiāng）這些節點的位移（速度）作為問題的基本（běn）未知量（liàng）。

（2） 選擇適當的插值數，以便由每個 “有限單（dān）元"的節（jiē）點位（wèi）移（速度）唯一地確定該單（dān）元（yuán）中的位移（速度）分布。

（3） 利用位移（速度（dù））函數對坐（zuò）標的偏導數可根（gēn）據節點（diǎn）位移（速度）唯一地確定一個單元中的應變（或應變（biàn）速率）分布。由單元的應變（或（huò）應（yīng）變速率）以及材（cái）料的本構關（guān）係，可確定單元的應力分布。

（4〉根據虛功原理可建立每個單元中節點位移（速度）和節點力的關係，即單元剛度方（fāng）程。

（5） 將每個（gè）單元所受的（de）外載荷根據作用（yòng）力等效的原則移置到該單元的節點上，形成等效節點力。

（6） 按照（zhào）各節點整體編號及節點自由度的順序，將各單元的剛度方程迭加，組裝成 司題的整體剛度方程。

（7） 根據邊界節點（diǎn）必須滿足的位移〈速度）條件，修改整體剛度方程（chéng）。

（8） 求解整體剛度方程（chéng），得到節點位移〈速度）。根據求得的節點位移（速度），計算各單元的（de）應變（或應（yīng）變速率）和（hé）應力。

參考文獻

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．作者簡介：常（cháng）淑敏0976一），女，遼寧遼陽人，遼寧省機電工程學校講師，研究方向為從事機械模（mó）具專業教學科研工作。

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