




模具和压板均可按刚体处理,并且上、下模具的运动都可看作是给定的。由于它不存在晶界,没有晶界强化元素,因而具有良好的持久寿命、低的蠕变速度和优良的热疲劳性能,抗热腐蚀性能也大大提高。因此从计算角度讲模具和压板没有必要用有限元来近似计算。但由于几方面的原因,用有限元方法来描述和处理模具和压板还是有广泛的应用。从通用性的角度讲,采用有限元方法可避免根据特殊的模具形状而采取特殊的处理方式。有限元本身可任意准确地近似任何几何形状。
接触和摩擦算法也可采用通常的方法。薄板冲压成型过程包含了多个复杂的物理过程,如板料的弹塑性变形过程,板料与模具的摩擦磨损过程,摩擦生热及热传导过程,冲击声波的传输过程等。便于图形显示和其他后处理操作。当然,对于一个专用的冲压成型设计软件来说,采用非有限元方式描述模具和压板也有其优点。如采用解析面来描述模具和压板的工作表面,可用很少的几个面取得很高的描述精度,同时也可减少设计计算工作量。采用计算机解析面时涉及几个方面的分析。计算机完善传统设计的不足。
可以从计算机设计板料变形的俯视平面图、等效塑性应变分布云图、壁厚分布云图,得到其他许多有关板料变形的详细情况,如应变分量云图、等效应力云图等等。通过这样一些计算结果和材料的有关成形特性,便可估计冲压成型中产生断裂的可能性。将冲压成型过程用静态模型来描述,整体求解仍如隐式法一样采取分步加载和卸载的方式。在计算机设计过程中即使工件开始产生裂纹,计算仍将按无裂纹的状况进行。修改方案直至裂纹不会产生。
凝固过程数值模拟技术即用数值计算方法求解凝固成型的物理过程所对应的数学离散方程,并由计算机显示其计算的结果。这项技术在许多方面获得了很大的进展,已成为提高铸造业技术水平和型材竞争能力的关键技术之一。在龙骨机、压瓦机、C型钢机、货架机等金属型材成型设备冲压成型设计过程计算机设计中应考虑的问题就可归结为如下几个方面:板料的大位移、大转动和大应变条件下的弹塑性变形的描述和计算。可以实现的目标有:预知凝固时间、开箱时间、确定生产率;预测缩孔和缩松形成的位置和大小;预知铸型的表面及内部的温度分布,方便铸型(特别是金属型)的设计;