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模拟理论及其技术的日益成熟,为有限元模拟软件的商品化创造了有利的条件,有限元软件开始不仅仅应用与实验室,已经开始面向企业,用于开发实际的产品和质量控制中。其中运用比较广泛的是美国的 DEFORM 和法国的 FORGE,它们不仅有较强的塑性问题分析能力,而且具有了良好的前后处理功能和友好的用户界面,这些特点都是基于 CAD 技术的进一步发展。
随着模拟技术与软件的逐步提高,塑性有限元法在金属成形中得到了更加深入的应用与发展,几乎所有的成形工艺问题都可以被分析,并且分析对象的复杂程度也不断增加,求解的问题也由二维扩展到三维,同时可以进行传热与变形的耦合分析。也可以反向模拟分析,即从成品的形状尺寸计算出合理的毛坯。CAD/CAM 技术及有限元模拟技术的成熟,降低了生产的成本,提高了产品的质量,同时缩短了设计及生产周期。美国空军 AFWAL 材料实验室的金属挤压 CAD/CAM 系统,Battle’s Columbus 实验室的挤压、轧钢、闭式模锻 CAD/CAM 系统等等。在这些系统中,有限元技术起到了分析跟检测的作用,优化了工艺,并取得了良好的效益。
虽然目前塑性有限元技术已经有了长足的进步,但是还未能完全满足生产发展的需要。有限元技术还应该朝着增大适应性,提高实用性和精准性的方向发展。首先要不断完善和改进模拟技术的数学模型,探索更有效的数值计算方法,提高误差分析和控制能力,增加自适应能力与求解过程参数的优化功能,从而提高模拟分析的可靠性,提高计算精度和效率,完善真三维模拟技术。随着模拟技术与软件的不断提高和改进,将模拟和优化软件与 CAD/CAM 系统集成,形成塑性加工 CAD/CAM/CAE 系统,这就能够为企业提供一个集计划、设计到生产以及产品质量检测为一体的高效信息系统。还应该继续扩宽应用的领域,比如:残余应力、塑性破坏与失稳、变形分析以及微观组织结构与变形机理之间关系,这些领域同样值得深入研究。