1、译文标题 计算机辅助材料加工实验室的研究活动 原文标题 Research activities of computer-aided materials processing laboratory 作 者 M. Awais, Y.G. Jin 译 名 M.Awais， Y.G.金 国 籍 美国，韩国 原文出处 Department of Mechanical Engineering, Korea Advanced Institute, National Research Laboratory for Computer Aided Materials Processing, of Science
2、and Technology, 373-1 Gusongdong, Yusonggu, Daejeon, 305-701, Korea 摘要 目的： 审查国家研究实验室在韩国科学技术院机械工程部门开展的计算机辅助材料加工的研究文件。 设计 /方式 /方法： 发表的研究论文到目前为止从实验室进行了仔细审查并 突发了 发展的网格生成模拟工具。对锻造、轧制成形、凝固、半固态锻造、挤压成形、压缩成形的热固性复合材料进行二维 或三维有限元分析模拟，没有或有短纤维的注射成型，多级轴对称冷锻，挤出系统，多道轧制成形都是通过此方法获取的。 结果： 根据这项研究，对于方案的发展及其工业应用所涉及的重要问题进行重
3、新审查。 研究限制 /影响： 了解材料在各种加工条件和摩擦、温度适当的边界条件下的特性和组织形态，并对加工条件认真界定。处理复杂的几何形状和这种几何计算效率应该提高。三维设计系统的进一步发展应该是必要的。 实践意义： 在新的制造产品和工艺设计阶段，模拟工具和与人工智能的帮助自动设计系统接口，这些工具的正确使用将非常有用。此外，真确认识变形 力学对妥善利用这种数控工具非常重要。 创作 /价值： 方案的发展及其使用所涉及的各个方面限制问题得到确认，并在一些重要的工业应用中得到证明。 关键词： 数控技术 计算机材料科学和机械学 塑料成型 热处理 1.介绍 最近国际市场对具有改进的力学性能，光滑的表面
4、光洁度，高尺寸精度，节省材料，环保友好，网状或近网状机械零件的要求取决于零件的使用要求。在实践中，制造业、模具和工具的设计行业，将初步简单的钢坯以较低的制造成本转变为更复杂的几何产品，而不会引起产品任何缺陷，这因材料、零件几何形状、工艺流程的不同而异。 因为工 艺流程和产品设计水平的决定对模具和工具设计、制造、维修、机械性能和刀具寿命周期具有巨大影响，大量的调查正在进行，以减少在行业经验为基础的工艺开发。据最近计算机技术的显着进步，电脑在制造业中的应用已日益在计算机辅助设计 /计算机辅助制造，计算机辅助工程，计算机辅助工艺规划面积和快速原型设计领域迅速增长和独立，以帮助设计和当今工业生产活动。
5、 众所周知，形成工艺分析是不容易实现，因为这个问题的复杂性，尤其是边界条件确定。与常规切片法、上下边界技术、滑移线理论相比较，有限元（ FE）技术因为其解决方案的准确性，自 20 世 纪 70 年代被广泛接受。因此，在电脑辅助有限元模拟成形加工材料的国家研究实验室的研究活动将在这个文件进行审查。 在目前的研究实验室，由于数控模拟工具已经独立开发，研究工作从一开始就集中在产品制造和工艺开发设计系统。因此，有一个过渡性的设计系统，和验证这些工具实际使用所开发的系统是必要的。 图 . 1 作为一个目标导向的设计过程是这个概念的最佳描述。在此图中，有限元分析程序加上基于知识或人工智能技术为基础的专家系
6、统支持的设计系统，来确定更好的产品和工艺设 计。 图 1.目标导向流程设计概述 作为这些活动的工业应用之 一，电脑辅助设计系统是为了帮助对紧固件或轴的多级冷成形、三维齿轮挤压工艺制造、孔型轧制棒材和外形设计、平面模热挤压工艺制定进行有限元分析而制定的。由于保证模拟结果的关键在于适当边界条件的确定，摩擦条件和界面传热系数分别通过尖端测试和环试验测定的。关于摩擦在平等角挤压过程中的影响进行了仔细的调查。以及介绍了一个为获得较好的力学性能的多道轧辊设计系统。在金属成型产业，刀具寿命预测是另一个重要研究领域。为了研究成型模具的刀具寿命，弹性分析与刚性热粘塑性变形模拟是同时进行的。结果，在材料特性及刀具
7、寿命之间获得了一个 简单的关系。分析变形期间的微观结构演变和变形后的相变组织，以便有效地控制变形后在热处理过程中钢坯的机械性能。一些模拟结果与实验结果相比较，这些结论是可以引用的。最后，迄今为止在实验室进行的其他研究工作将简要的介绍。 2.有限元法 在刚性热粘塑性有限元方法的拟议是 Lee 和 Kobayashi1提出的，并且在金属成形分析领域已得到广泛应用。这种方法实质上是一个解决交错方法在能量平衡方程的耦合过程，在这种交错方法中，刚性热粘塑性本构模型符合冯米塞斯屈服准则，但忽略了身体和惯性力。 其中， ij ， ij 和 分别代表应力张量，偏应力张量和有效应力 。 .ij ， . 和 是张量变形率、有效应变率和有效应变。 US 和 FS 分别代表速度和牵引力边界条件。界面摩擦 条件作为牵引边界条件的一部分，在平衡方程中的 CS 、 T、 k、 得到了应用。（ 2）方程中温度，电导率，密度，以及材料比热。 . 是产热率，它依赖于工件变形和工件与模具之间摩擦产生的热量。温度和热通量边界条件分别在 TS 和QS范围规定
