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數(shù)值模擬技術(shù)用于檢驗(yàn)工藝和模具設(shè)計(jì)的合理性。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和70年代塑性有限元理論的發(fā)展，許多塑性成形過(guò)程中很難求解的問(wèn)題可以用有限元方法求解。在冷鍛成形工藝領(lǐng)域，通過(guò)建模和合適的邊界條件的確定，有限元數(shù)值模擬技術(shù)可以很直觀地得到金屬流動(dòng)過(guò)程的應(yīng)力、應(yīng)變、模具受力、模具失效情況及鍛件可能出現(xiàn)的缺陷情況。這些重要信息的獲得對(duì)合理的模具結(jié)構(gòu)，模具的選材、熱處理及成形工藝方案的***終確定有著重要的指導(dǎo)意義。

有效的數(shù)值模擬軟件是以剛塑性有限元法為基礎(chǔ)建立起來(lái)的，這些軟件有：Deform、Qform、Forge、MSC/Superform等。運(yùn)用有限元數(shù)值模擬技術(shù)可用于檢驗(yàn)工藝和模具設(shè)計(jì)的合理性。預(yù)鍛分流區(qū)-分流終鍛，用三維有限元數(shù)值模擬軟件Deform 3DTM進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，得到了鍛造載荷-行程曲線以及整個(gè)成形過(guò)程的應(yīng)力、應(yīng)變、速度分布等，并與傳統(tǒng)的閉式鐓擠工藝模擬的結(jié)果進(jìn)行了比較。分析表明，傳統(tǒng)的閉式鐓擠成形直齒圓柱齒輪，成形載荷大，不利于齒形的充填。采用預(yù)鍛分流區(qū)-分流終鍛新工藝，可以大幅度降低成形載荷，親明顯改善材料的充填性，可以獲得齒形角部飽滿(mǎn)的齒輪。用三維大變形彈塑性有限元法對(duì)齒輪冷精鍛成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)以閉式模鍛為預(yù)鍛和以閉式模鍛、孔分流及約束分流為終鍛的兩步成形模式的變形流動(dòng)情況進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。數(shù)值分析結(jié)果及工藝試驗(yàn)表明在終鍛中采取分流，尤其是約束孔分流措施對(duì)于降低工作載荷和提高角隅充填能力等方面十分有效。