Les pièces forgées pour l’industrie pétrochimique sont des composants de base pour les équipements critiques, et le contrôle de qualité pendant leur fabrication est essentiel. Ces dernières années, avec le développement rapide de l’informatique, les méthodes de simulation numérique ont été largement utilisées dans le processus de fabrication de pièces forgées. Le but de cet article est d’étudier les techniques de simulation numérique dans le processus de forgeage de pièces forgées pétrochimiques, d’analyser leurs principes, méthodes et avantages, afin de fournir une référence utile aux entreprises et instituts de recherche concernés.
Techniques de simulation numérique dans le processus de forgeage
Méthode des éléments finis (FEM) : la méthode des éléments finis est une méthode d’analyse numérique basée sur un modèle mathématique qui résout les grandeurs physiques telles que les contraintes, les déformations et les températures dans le processus de forgeage en discrétionnant un continuum en un nombre limité d’éléments. Le FEM permet de simuler le processus de formage des pièces forgées, de prédire les défauts et d’optimiser les paramètres du processus pour fournir des conseils sur la production réelle.
Méthode des volumes finis (FVM) : la méthode des volumes finis est une méthode numérique largement utilisée en dynamique des fluides et en transfert de chaleur. Dans le processus de forgeage, le FVM peut être utilisé pour simuler des phénomènes tels que l’écoulement du métal, le transfert de chaleur et les changements de phase, ce qui permet de prédire la microstructure et les propriétés mécaniques des pièces forgées.
Méthode des éléments frontières (BEM) : la méthode des éléments frontières est une méthode numérique adaptée à la résolution de problèmes de domaines infinis et semi-infinis. Dans le processus de forgeage, le BEM peut être utilisé pour simuler les problèmes de concentration des contraintes, de propagation des fissures et de contraintes résiduelles dans les pièces forgées. Il sert à optimiser la structure et à évaluer la sécurité des pièces forgées.
Application de la simulation numérique du processus de forgeage
Optimisation des paramètres de processus: la simulation numérique permet de prédire la qualité de formage, la microstructure et les propriétés mécaniques des pièces forgées sous différents paramètres de processus. Sur la base des résultats de simulation, il est possible d’optimiser les paramètres du processus tels que la température de chauffage, la vitesse de forgeage, la quantité de déformation et ainsi améliorer la qualité et les propriétés des pièces forgées.
Prédiction des défauts et mesures de prévention: la simulation numérique permet de prédire les défauts qui peuvent survenir pendant le forgeage, tels que les fissures, les plis, les pores, etc. En ce qui concerne les résultats prédictifs, des mesures de processus correspondantes et l’optimisation des matériaux peuvent être prises pour prévenir les défauts et améliorer le taux de qualification des pièces forgées.
Économies de coûts et de temps: grâce à la simulation numérique, plusieurs essais et optimisations peuvent être effectués sur ordinateur, ce qui évite les coûts et la consommation de temps engendrés par de nombreux essais pratiques. De plus, les simulations numériques peuvent fournir des prévisions et des conseils pour la production réelle, ce qui réduit les taux de rebuts et les coûts de production.
Développement de nouvelles pièces forgées: les techniques de simulation numérique peuvent être utilisées pour le développement de nouvelles pièces forgées et de pièces structurales complexes. L’analyse simulée du processus de formage, de la microstructure et des propriétés mécaniques des nouvelles pièces forgées permet de prédire leurs performances dans les applications réelles, ce qui fournit un soutien puissant pour la recherche et le développement et la conception de nouveaux produits.
Les techniques de simulation numérique dans le processus de forgeage des pièces forgées pétrochimiques présentent des avantages et des perspectives d’application considérables. L’utilisation de méthodes numériques telles que la méthode des éléments finis, la méthode des volumes finis et la méthode des éléments limites permet d’optimiser les paramètres de processus, de prédire les défauts et les mesures de prévention, de gagner du temps et des coûts et de développer de nouveaux types de pièces forgées. À l’avenir, avec les progrès continus de la technologie informatique et l’innovation continue des méthodes de simulation numérique dans le processus de forgeage de pièces forgées pétrochimiques, la technologie de simulation numérique jouera un rôle plus grand dans l’amélioration de la qualité du produit, la réduction des coûts de production et la promotion de l’innovation dans l’industrie.
