Les pièces forgées en métal sont des pièces de base importantes dans la fabrication de machines. Leur fabrication implique une interaction complexe avec le champ physique. Afin d’améliorer la qualité des produits, de réduire les coûts de production et d’améliorer l’efficacité de la production, l’importance de la simulation multi-champ physique et de la conception optimisée dans le processus de fabrication des pièces forgées en métal est de plus en plus importante.
Les pièces forgées de matériel ont une large gamme d’applications dans diverses machines et équipements, sa qualité affecte directement la sécurité et la fiabilité des machines et des équipements. La conception traditionnelle des pièces forgées en métal repose principalement sur l’expérience, les cycles de conception sont longs et les coûts élevés. En outre, les performances optimales du produit final ne peuvent pas être garanties. Avec le développement de la technologie informatique et de la technologie de simulation numérique, la simulation multi-champ physique et la conception optimisée deviennent progressivement un support technique important dans le processus de fabrication de pièces forgées en métal.
Une série de travaux préparatoires sont nécessaires avant la simulation multiphysique des champs et la conception optimale. Tout d’abord, les matériaux appropriés, tels que l’acier au carbone, l’acier allié, l’acier inoxydable, etc. doivent être sélectionnés selon les exigences du produit, et leur composition chimique, leurs propriétés mécaniques, leurs propriétés technologiques, etc., doivent être examinés et évalués. Deuxièmement, il est nécessaire d’établir des modèles de simulation précis, y compris des modèles géométriques, des modèles de matériaux, des conditions aux limites, etc., et de définir les paramètres en fonction des conditions réelles de production. En outre, des travaux de traitement des données, y compris le nettoyage des données, l’analyse des données, la visualisation des données, etc., sont nécessaires pour soutenir l’analyse ultérieure de la simulation et l’optimisation de la conception.
La simulation multi-champs physiques consiste à simuler par ordinateur des pièces forgées de matériel afin de simuler leur comportement sous l’action de champs physiques complexes. Parmi ceux-ci, on peut citer notamment l’établissement de modèles de matériaux, la délimitation des zones de déformation, le calcul des contraintes thermiques et de l’énergie de déformation. Au cours de la simulation, le modèle peut être constamment itéré et optimisé pour obtenir des résultats plus précis.
Sur la base de simulations multi-champs physiques, il est possible de proposer des solutions pour optimiser la conception. La conception optimisée est principalement par l’ajustement optimisé des propriétés matérielles, des paramètres de processus, etc., afin d’améliorer les performances des pièces forgées de matériel et de réduire les coûts de production. Par exemple, il est possible de modifier les propriétés du matériau telles que la limite d’élasticité et la dureté, ou d’ajuster les paramètres du processus tels que la température de forgeage et la vitesse de déformation afin de réaliser une conception optimale. Lors de la conception optimale, les contraintes de processus de fabrication et de coûts doivent être pleinement prises en compte afin de garantir une solution de conception avec une grande praticabilité et opérabilité.
En analysant et en comparant les résultats de la conception optimisée, on obtient la meilleure solution de conception. Plusieurs facteurs tels que l’amélioration des performances et la réduction des coûts de production doivent être pris en compte lors de l’évaluation des options de conception. En outre, il est nécessaire de poursuivre les discussions et d’affiner le scénario d’optimisation afin de résoudre les problèmes éventuels et d’améliorer la fiabilité du scénario.
Cet article présente la simulation de champ multiphysique et la conception optimisée des pièces forgées de matériel, y compris les préparatifs préliminaires, l’analyse de la simulation, la conception optimisée et les résultats et la discussion. Grâce à la simulation multi-champ physique et la conception optimisée, la qualité du produit et l’efficacité de la production des pièces forgées en métal peuvent être considérablement améliorées, réduisant les coûts de production et fournissant un support technique fort pour le développement de la fabrication de machines. Toutefois, cette technique présente encore certaines limites dans son application, par exemple en ce qui concerne la précision et la stabilité des modèles de simulation, qui nécessitent des recherches et des améliorations supplémentaires. Les recherches futures pourraient inclure le développement de modèles de matériaux et d’algorithmes numériques plus précis, la prise en compte d’un plus grand nombre d’effets physiques et de facteurs d’influence, l’intégration de techniques d’intelligence artificielle dans la conception assistée, etc.
