計算機仿真技術(shù)是從沖壓成型過程的實際物理規(guī)律出發(fā)，借助計算機真實地反映模具與板料的相互作用關(guān)系及板料實際變形的全過程，這就決定了沖壓成型過程的計算機仿真技術(shù)，可以用來觀察板料實際變形過程中發(fā)生的任一特定現(xiàn)象，或用來計算與板料實際變形過程有關(guān)的任一特定幾何量或物理量，如預(yù)測起皺、拉裂；計算毛坯尺寸、壓邊力和工作回彈；優(yōu)化潤滑方案；估計模具磨損等。這就為沖壓模具和沖壓工藝設(shè)計提供了十分有用的工具，為縮短新產(chǎn)品模具開發(fā)周期，提高模具及沖壓件的品質(zhì)和壽命創(chuàng)造了條件。計算機仿真技術(shù)在沖壓模具與工藝設(shè)計中的應(yīng)用如下。

　　1.起皺的預(yù)測與消除

　　起皺是薄板沖壓成型中常見的失效形式之一。輕微的起皺將破壞沖壓零件的光順性和影響零件的幾何尺寸精度，起皺嚴重到一定程度將使零件報廢。計算機仿真技術(shù)能較好地預(yù)測給定條件下工件可能產(chǎn)生的起皺，并通過修改模具或工藝參數(shù)予以消除。一典型沖壓件的起皺實體。將同樣的沖壓過程建立成計算機仿真模型并進行仿真計算，可得到所示的起皺模式。由于起皺本身是一種失穩(wěn)現(xiàn)象，仿真結(jié)果很難從細觀上與實際的情況完全一致。但比較知仿真結(jié)果能比較真實地反映成型件起皺的趨勢，已具有有很高的工程實用價值。

　　a)實際沖壓結(jié)果；

　　b)計算機仿真結(jié)果；

　　c)計算機仿真得到零件變形狀態(tài)光照模型式

　　當(dāng)計算機仿真結(jié)果顯示有起皺現(xiàn)象時，就必須對原有的工藝方案甚至模具作一定的修改，然后再進行仿真。這樣一個修改、仿真的過程重復(fù)進行直到起皺完全消失為止。應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)工件只發(fā)生輕微起皺時，用肉眼是難觀察得到的。這時只有通過計算工作的局部失穩(wěn)判據(jù)才能得出起皺是否已經(jīng)開始的結(jié)論。控制起皺最直接的方法是增加壓邊力。在其他條件給定時，壓邊力必須足夠大才能避免起皺。但壓邊力也不能過大，否則容易產(chǎn)生拉裂現(xiàn)象。

　　2.拉裂的預(yù)測和消除

　　拉裂是沖壓工藝失效的另一種形式，它同樣導(dǎo)致產(chǎn)品的報廢。拉裂嚴重時肉眼便可看出，但在沖壓成型中可能產(chǎn)出肉眼看不到的微裂紋。無論是微裂紋還是明顯拉裂都將影響產(chǎn)品的正常工作。避免拉裂通常是設(shè)計深沖件模具和工藝的一大難題。采用計算機仿真技術(shù)能夠較為準確地計算材料在沖壓成型中的流動狀況。因而準確地得出應(yīng)變分布和板料壁厚減薄的情況。這就為判斷給定模具和工藝方案產(chǎn)生拉裂的可能性提供了科學(xué)可靠的依據(jù)。

　　一旦計算機仿真結(jié)果表明局部應(yīng)變分布接近材料的成形極限，模具或工藝方案就應(yīng)予以修改，并將修改后的方案再次進行仿真檢驗。這樣一個修改、仿真的檢驗過程不斷重復(fù)，直至計算機仿真結(jié)果表明拉裂的可能性已消除。現(xiàn)在引入另一個實例來討論計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用。板料的有限元網(wǎng)格普遍較細，也較均勻，這主要是為了精確地描述板料在沖壓過程中可能產(chǎn)生的變形梯度。壓板網(wǎng)格最粗，因為它是剛體且?guī)缀涡螤詈唵巍Ｉ夏：拖履＞W(wǎng)格粗細不均，這主要是從精確描述模具表面形狀的角度來考慮的。當(dāng)然還可以從計算機仿真得到其他許多有關(guān)板料變形的詳細情況，如應(yīng)變分量云圖、等效應(yīng)力云圖等等。通過這樣一些計算結(jié)果和材料的有關(guān)成形特性，便可估計沖壓成型中產(chǎn)生拉裂的可能性。

　　應(yīng)當(dāng)指出的是在目前情況下準確地計算沖壓成型過程中的裂紋擴展情況還有很多困難，因些在計算機仿真過程中即使工件開始產(chǎn)生裂紋，計算仍將按無裂紋的狀況進行。這會使最后計算結(jié)果與實際不符。但這并不影響計算機仿真技術(shù)在沖壓成型中的有效運用，因為從模具設(shè)計和工藝分析的角度講，一旦裂紋開始產(chǎn)生，整個設(shè)計方案就算失效，必須修改方案直至裂紋不會產(chǎn)生。另外，模具設(shè)計和沖壓工藝方案還應(yīng)留有一定的安全系數(shù)，也就是讓沖壓成型中的應(yīng)變分布離裂紋開始產(chǎn)生的狀態(tài)有一定的距離。這一方面是設(shè)計常規(guī)，另一方面也