板料成形有限元分析的发展综述

有限元分析系统的发展现状与展望
一、简介
有限元分析是一种应用于结构分析和设计的计算机化方法，它是利用
变分原理计算工程结构的有限元分析程序。

它是结构设计的一种重要手段，在结构设计中，它可以帮助工程师更好地了解受力状况，更好地优化设计。

在结构分析过程中，有限元分析可以精确地模拟出复杂的结构问题，并有
效地估算出结构的受力性能。

本文将从发展现状和展望两方面对有限元分
析系统进行详细介绍。

二、发展现状
1、算法及程序的发展。

有限元分析的主要发展方向之一就是算法和
程序的发展。

在这方面，目前发展非常迅速，具有显著的改进。

例如，在
有限元分析算法方面，目前已经发展出了各种适用于不同工程问题的算法，如结构本构分析算法、局部应变算法、有限元空间算法等。

在有限元分析
程序方面，目前已经开发出稳定可靠、功能强大的程序，以解决复杂结构
分析问题。

2、计算机硬件的发展。

在近年来，计算机硬件得到了极大的发展，
大大提高了计算速度和计算精度。

在有限元分析中，计算机硬件的发展对
数值解决复杂工程问题具有重要意义，在解决实际工程问题方面带来了重
大改进。

影响板料冲压成形质量因素的有限元分析引言：冲压技术在汽车、家具、仪表等产业中占据着重要的地位，用于生产各种机械零部件。

由于冲压成形提供了优质的外观外貌和质量，它已成为制造商制造出高质量产品的重要工具。

有限元分析正是用于分析冲压成形质量影响因素的有效工具之一。

本文旨在探讨有限元分析在冲压板料成形质量方面影响因素。

一、基于有限元分析的冲压成形1.1有限元分析原理有限元分析（FEA）是一种基于计算机的计算方法。

它通过求解物体的物理量来确定建模物体的行为。

有限元分析可以模拟复杂的结构物，并计算它们的参数，而不需要构造大量的实验。

有限元分析的基本思想是将复杂的结构物拆分成一些简单的单元，分别将每个单元的力学特性定义为一系列方程，然后求解出整个结构物的特性和行为。

1.2限元技术在冲压成形中的应用有限元分析可以用来分析冲压成形过程中材料的变形以及最终产品的质量。

通过对材料的变形的分析，可以得出有关冲压模具设计、工艺参数等的关键信息。

有限元分析可以模拟板材材料的冲压成形过程，从而得出不同参数下相应的冲压成形尺寸和最终产品质量。

二、影响板料冲压成形质量的因素2.1料厚度板料厚度对冲压成形精度有直接影响，板料厚度越大，冲压失去越高，板材材料冲压成形精度越差。

冲压技术研究表明，板料厚度在1.5~3.5mm之间时，最适合冲压成型。

2.2压模具设计冲压成形的质量取决于模具设计的质量，模具设计的好坏决定了板料的变形和最终产品的质量。

一般来说，模具的设计应该从安全的角度出发，考虑冲压设备的受力、冲击角度等。

2.3压工艺参数冲压工艺参数包括压力、冲深、冲速、冷却条件等，这些参数直接影响木冲压成形质量，压力过大容易导致破坏，冲速过快也会对冲压质量产生负面影响。

有限元分析可以根据板材材料的特性，确定合适的工艺参数，以获得最佳的冲压成形重量。

三、总结本文从有限元分析的原理和冲压成形的应用分析出有限元分析在冲压板料成形质量方面的作用，并提出了影响板料冲压成形质量的因素，即板料厚度、冲压模具设计和冲压工艺参数。

基于板材成形加工技术的新技术与发展趋势[摘要]：本文主要介绍了板材成形技术的发展的有代表性的新技术，板材成形过程仿真分析的关键技术，以及金属板材成形新设备三个方面；并阐述了板材成形技术目前存在的问题，及新技术、板材成形过程仿真及板材成形设备各自的发展趋势。

[关键词]：板材成形新技术；仿真；新设备一、引言所谓板材成型是指用板材、薄壁管、薄型材等作为原材料进行塑性加工的成形方法。

历史悠久的板材成形技术发展到今天，已经成为国民经济发展的主要支柱产业汽车工业及高新技术领域及航空航天工业的强大技术支撑，成为先进制造技术的重要组成部分。

板材成形技术的发展与汽车、航空、航天工业的发展紧密相联。

1992年我国汽车年产量为100万辆；2004年达到444万辆，世界排名第四位，销售量排名第三位；2005年突破500万辆。

美国预测：2025年中国汽车产量将达到1800万辆，成为世界第一汽车大国。

而汽车零件中75％以上为冲压件，飞机零件中50％以上为冲压件。

可见，汽车、宇航等工业的快速发展是在强有力的板材成形技术的支撑下实现的，并仍将依赖于板材成形技术的发展。

板材成形技术的发展与产品需求息息相关，正是面临着汽车产量的迅猛增长和宇航飞行器性能不断提升的挑战，才促使板材成形技术取得长足进步。

汽车更新换代的频繁化强烈要求缩短研发周期，这就加速了CAD／CAM／CAE／CAPP等计算机辅助技术在工艺分析和模具制造中的应用，并加速了汽车制造业的科学化、数字化和信息化进程。

强烈的市场需求和学科交叉催生了板材成形新工艺、新技术，使板材成形这一传统学科焕发了新的活力。

板材成形过程的计算机仿真实质上就是利用数字模拟技术分析给定模具和工艺方案所冲压的零件变形的全过程，从而判断模具和工艺方案的合理性。

每一次仿真就相当于一次试模的过程。

因此成熟的仿真技术不仅可以减少试模次数，在一定条件下还可使模具和工艺设计一次合格从而避免修模。

仿真技术的应用可大大缩短新产品开发周期，降低开发成本，提高产品品质和市场竞争力。

板材成形发展现状及未来趋势分析在当今建筑、家具、装饰、包装等行业中，板材成形技术得到了广泛应用。

板材成形是将原材料经过加工处理，经过一系列的成形工艺，使其成为具有特定形状和性能的板材产品。

本文将对板材成形的发展现状进行分析，并探讨未来的趋势。

目前，板材成形行业正经历着快速的发展，这主要得益于技术的进步和需求的增加。

首先，随着科技的不断推进，板材成形技术得到了诸多创新和突破。

新的材料加工技术的引入，使得板材的加工效率大大提高，成形质量也有了很大的提升。

例如，激光和数控技术的应用，使得板材的切割、雕刻和成形更加精确和快速。

其次，市场对于板材成形产品的需求不断增加。

特别是高性能、环保和个性化的板材产品受到了广大消费者的青睐。

这些因素为板材成形行业提供了巨大的发展机遇。

未来，板材成形行业将面临一系列的挑战和机遇。

从市场需求的角度来看，高性能和环保的板材成形产品将受到越来越多的关注。

消费者对于绿色环保和耐用性的要求不断提高，这将促使板材成形企业加大对环保材料和技术的研发。

此外，个性化定制也将成为未来板材成形行业的一个重要发展方向。

通过数字化和信息化技术的应用，消费者可以根据自己的需求定制板材成形产品，满足个性化的需求。

在技术方面，板材成形行业仍然需要不断创新和改进。

一方面，提高板材成形产品的质量和性能是一个重要的发展方向。

例如，使用新材料和新工艺，提升板材的抗压强度、防水阻燃性能等，将有助于满足不同领域的需求。

另一方面，自动化和智能化的发展也将为板材成形行业带来更多机遇。

通过引入机器学习、人工智能等技术，板材成形企业可以提高生产效率，降低劳动成本，实现生产流程的自动化和智能化。

未来板材成形行业的发展还面临一些挑战。

首先，原材料的供应链问题需要得到解决。

板材成形行业对于原材料的要求越来越高，但一些优质原材料的供应不足，这对于行业的发展造成了制约。

其次，人才的培养和引进也是一个亟待解决的问题。

板材成形技术的创新需要大量的技术人员和研发人才支持，所以培养和引进高素质人才将是板材成形企业要面对的挑战。

板料成形有限元分析的发展综述摘要：在参阅和分析大量有关文献的基础上，对有限元法的产生和弹塑性有限元的发展进行了总结，特别是对当前应用广泛的板料成形有限元数值模拟在国内外的发展概况和发展趋势进行了详尽的剖析，为深入了解板料成形有限元的发展提供了有益的参考。

关键词：板料成形；数值模拟；有限元法；有限元分析；弹塑性引言有限单元法是工程计算领域的一种主要的数值计算方法，其基本思想就是将连续区域上的物理力学关系近似地转化为离散规则区域上的物理力学方程。

它是一种将连续介质力学理论、计算数学和计算机技术相结合的一种数值分析方法。

此方法由于其灵活、快捷和有效，已迅速发展成为板料冲压成形中求解数理方程的一种通用的数值计算方法。

有限元法源于40年代提出的结构力学的矩阵算法。

“有限元法”这一术语是R.W.Clough于1960年在论文“The finite element method in plane stress analysis”中首次提出来的，他用这种方法首次求解了弹性力学的二维平面应力问题。

1963年，Besseling证明了有限元法是基于变分原理的Ritz法的另一种形式，从而使Ritz分析的所有理论基础都适用于有限元法，确认了有限元法是处理连续介质问题的一种普遍方法。

板料成形数值模拟涉及到连续介质力学中材料非线性、几何非线性、边界条件非线性等三非线性问题的计算，难度很大。

随着非线性连续介质力学理论、有限元法和计算机技术的发展，通过高精度的数值计算来模拟板料成形过程已成为可能。

从70年代后期开始，经过近二十年的发展，板料成形数值模拟逐渐走向成熟，并开始在汽车、飞机等工业领域得到实际的应用。

1 弹塑性有限元分析研究发展概况有限元法建立之初，只能处理弹性力学问题，无法应用于金属塑性成形分析。

1965年Marcal提出了弹塑性小变形的有限元列式求解弹塑性变形问题，揭开了有限元在塑性加工领域应用的序幕。

1968年日本东京大学的Yamada推导了弹塑性小变形本构的显式表达式，为小变形弹塑性有限元法奠定了基础。

有限元法在材料成型过程研究中的发展、应用及作用姓名：学号：学院：班级：有限元法在材料成型过程研究中的发展、应用及作用材料加工是先进制造技术中重要的组成，它的应用涉及航空航天、汽车、石化、军事等事关国民经济的重要产业。

材料加工工艺过程中，除了运动和外力作用等因素，还涉及温度场、流场、应力应变场及内部组织的变化; 生产环境恶劣，控制因素多样。

因此，充分了解材料加工计算机模拟的重要性及其发展趋势，对于推动我国制造业的科技进步，缩短产品的开发和加工周期，快速响应市场，提高竞争能力，真正体现高速、高效、高质的制造优势，具有重要的意义。

计算机模拟是制造业发展的产物。

以有限元方法为基础的计算机模拟技术是20 世纪技术发展的巨大成果，在工程物理科学的各个分支领域都起着十分重要的作用。

新材料、新工艺、新产品、高要求、高精度、低成本的现代制造模式要求深入了解和掌握材料成形机理、过程变化，在计算机上实现过程显现，开拓科学的工艺和设计方法，实现最优设计与制造。

因此，计算机数值模拟技术以及以此为基础的优化设计方法研究成为当今和今后国内研究的热点。

我们知道在工程中使用的金属材料大多数为多晶材料，材料的微观组织形态直接影响零件的机械性能和物理性能，所以选择合理的加工工艺参数十分重要。

材料加工过程微观组织的计算机模拟由于具有描述分子级尺寸水平的能力，这将对控制材料晶粒大小及分布，进一步了解位错的产生和运动、晶界结构、防止内部空洞和微裂纹的萌生和扩展等问题提供了新的方法[1-2] ，将大大推动材料微观结构研究的进展，并对确定优化材料加工的工步数和顺序、热处理方案十分有益。

此外，在金属成形过程中，适用的优化准则对材料最终的力学性能和微观组织性能具有重要的影响，通过优化坯料形状或预成形模具形状、模具速度使最终锻件具有良好的尺寸精度、少无飞边和所期望的微观组织。

为此，一方面要要研究合适的优化设计变量的选择，包括影响终锻件力学组织性能的状态变量和过程变量，即形状设计变量和速度设计变量。

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如今，有限元在工程上得到广泛应用。

本文首先介绍了有限元的研究背景和意义，其次从它的诞生、主要特点以及解题步骤三方面阐述相关概念，再讨论传统有限元算法及优化算法、有限元与其他算法结合得到的混合算法两个方面来分类阐述各自的研究现状与特点，最后总结有限元算法的应用以及发展趋势。

关键词：有限元法，FEM，经典算法，优化算法，网格优化，Herrmann算法，时域有限元，混合算法，矩量法，时域有限差分，应用研究,边界元法，光滑粒子法，发展趋势前言有限元法(Finite Element Method）是一种高效能、常用的数值计算方法，其基本思想是由解给定的泊松方程化为求解泛函的极值问题。

影响板料冲压成形质量因素的有限元分析冲压成形是利用模具与冲床等冲压设备，将板料利用冲压力变形成所需图形和尺寸的工艺。

随着冲压工艺的不断改进和发展，冲压成形技术在汽车、航空、电子、家电等其它各个领域中得到了广泛的应用，但是由于成形过程的复杂性，冲压成形中的质量问题也随之出现。

为了控制冲压成形中的质量，有限元分析技术应运而生，有限元分析可以有效地捕捉冲压成形过程中各个影响质量因素，搞清楚它们之间的关系，从而为优化成形参数提供基础。

首先，我们需要了解有限元分析的原理，有限元分析是由几种技术组合起来的分析方法，包括数学建模、有限元法、材料模型以及数值求解等。

其原理是通过使用数学方程来建立几何模型，并将其映射到有限元格上，然后通过分析有限元格中的力学性能和材料性能，确定材料和结构之间的关系。

其次，要了解有限元分析在冲压成形质量控制中的应用，有限元分析可以用来模拟板料在冲压过程中的变形，并可以预测变形状态下的力学性能、热传热性能和材料性能。

同时，有限元分析也可以用来分析模具的设计，研究冲压参数对产品尺寸以及力学性能的影响，从而为优化冲压参数和模具设计提供参考。

此外，有限元分析还可以用来研究影响冲压成形质量的因素，这些因素包括材料的屈服极限、弹性模量、材料硬度、材料的热变形失效温度以及模具的设计等。

其中，材料的屈服极限决定了材料冲压成形时的极限变形，决定了材料在冲压过程中的破坏程度，而弹性模量则决定了板料在冲压过程中的变形特性；材料的热变形失效温度决定了冲压参数的设置；模具的设计则是决定成形产品的质量的关键因素。

有限元分析可以找出影响冲压成形质量的各种因素，并搞清楚它们之间的关系，从而为优化成形参数和模具设计提供依据。

通过有限元分析，我们可以更加深入地了解材料性能和成形参数，确定出最优的成形参数和模具设计，从而提高冲压成形产品的质量。

综上所述，有限元分析在冲压成形质量控制中具有重要的作用，通过有限元分析，可以深入了解影响冲压成形质量的因素，及其相互作用的关系，从而为优化冲压参数和模具设计提供基础。

板材成型工艺国内发展现状（冲压课程作业）板材成型工艺国内发展现状机自3班金属板材成型工艺及模具在航空航天、汽车运输、电子电器、仪表家电、医疗器械等领域有着广泛的应用，是材料成型及控制工程专业的发展方向之一。

了解和掌握板材的成型性能测试和实验方法，对解决板材成型工艺、模具设计和设备选择具有十分重要的意义。

一些先进的板材成形技术。

针对传统冲压加工的不足，一些新型的加工方法如精冲、液压成形、电磁成形、超塑成形、多点成形、渐进成形等应运而生。

这些特种加工方法的特点是精密、柔性、快速、复合、信息化。

这些方法已不同程度地进入到我国制造业中。

液压成形是一种柔性模成形技术，它仅需一个凸模或凹模，直接以流体作为传力介质，可节省模具费用30％，多用于板材和管材的液压成形。

近10年来，国外管材液压成形技术发展较快，在汽车工业中更是大量应用，内压最大达到690MPaf也有报道1380MPa)，因而也被称为内高压成形。

德、美、日、韩等国家的主要汽车制造商都已先后在本国和世界各地立了液压成形生产线，德国欧宝公司1998年建成了一条年产95万套汽车发动机支架生产线美、日、德等国家的汽车公司均已计划在中国开设汽车配件液压成形专业制造厂。

瑞典AP&T 公司的高压成形中心(HFC)在我国，液压成形技术已经在航空航天、电器仪表等领域有所应用，近年来随着成形设备和相关控制技术的发展，又在汽车工业中得到迅速发展。

但与国外相比，我国的液压成形技术还相当落后，尤其表现在新产品开发和专用设备的研制方面。

电磁成形是利用磁场力使金属坯料变形的高速率成形。

因其成形中载荷是以脉冲方式作用于毛坯的，因此，也被称为磁脉冲成形。

实践证明，将电磁成形与冲压成形相结合(亦即复合成形技术)，可以解决汽车的铝合金板料成形问题。

这对汽车轻量化的发展无疑具有重要的意义。

激光拼焊毛坯成形又称定制板坯成形，是汽车轻量化的支柱技术。

该技术是指将不同厚度、形状、性能和不同表面状况的钢板或铝板拼焊在一起，形成冲压成形前的板料毛坯，然后经冲压成形获得高性能的冲件，如侧围、底板、门内板、保险杠、加强柱、前后纵梁等。