实验室测试数据是精确工业建模的基础约束。通过液压机测量关键主应变，工程师可以将精确的材料失效极限导入设计软件，以模拟反向挤压过程。这使得在物理原型制作开始之前，就可以主动调整模具几何形状和润滑，以防止失效。
通过弥合实验室测量与设计软件之间的差距，工程师可以用数据驱动的精度取代昂贵的试错法。这种方法专门针对应变集中区域来优化模具几何形状，确保无浪费的生产和更快的开发周期。
将关键值集成到设计中
建立材料极限
在此背景下，实验室液压机的主要功能是建立关键材料失效值。其中最重要的是关键主应变。
该值定义了材料在负载下开裂或失效的确切阈值。精确测量是任何成功模拟的前提。
软件集成
一旦确定，这些失效值就不会仅仅被存储起来；它们会被直接集成到工业设计软件中。
这使得软件从一个通用的建模工具转变为现实世界行为的精确预测器。它允许系统根据实际材料极限而不是理论平均值来标记潜在的失效点。
优化工艺参数
调整模具几何形状
在数据集成后，工程师可以可视化应变集中可能发生在工件内表面的位置。
为了缓解这种情况，他们可以调整特定的几何特征，例如冲头圆角半径。修改这些半径有助于重新分配应力，在挤压过程中将材料保持在安全应变范围内。
改进润滑策略
几何形状并非唯一的变量；测试数据也为摩擦学决策提供了依据。
如果几何形状的改变不足以降低应变，模拟可以指导润滑策略的优化。更好的润滑可以减少摩擦引起的应变，进一步保护工件免受内部开裂。
对生产的战略影响
防止开裂废料
这种方法论的最终物理目标是减少废料。通过在数字上预测失效点，制造商可以有效地防止生产出开裂的废料零件。
这确保了物理生产运行从第一批开始就能产出高质量的组件。
缩短开发周期
模具设计的传统方法通常涉及迭代的物理测试，这既缓慢又昂贵。
利用实验室数据预测结果可以显著缩短研发周期。它消除了多次物理原型制作的需要，从而节省了时间和资源。
理解成功的先决条件
依赖数据准确性
该方法的有效性完全取决于初始实验室测量的精度。
如果关键主应变值不准确，软件模拟将产生错误的建议。“垃圾进，垃圾出”原则在此严格适用。
软件保真度
成功还需要强大的工业设计软件来解释复杂的材料数据。
简单的几何建模工具可能不够；软件必须能够模拟应力和应变分布，才能有效利用实验室数据。
为您的项目做出正确选择
要有效地将实验室数据应用于您的工业模具设计，请考虑您的主要目标：
- 如果您的主要重点是产品质量：优先使用应变数据来优化冲头圆角半径和润滑，以消除内部表面开裂。
- 如果您的主要重点是成本效益：利用模拟能力减少物理原型制作，从而最大限度地减少试错相关的成本。
通过将实验室数据视为设计输入而不是仅仅作为材料属性，您可以将物理约束转化为工程解决方案。
摘要表：
| 工艺阶段 | 关键行动项 | 对工业生产的影响 |
|---|---|---|
| 实验室测试 | 测量关键主应变 | 建立精确的材料失效阈值 |
| 模拟 | 软件集成 | 在物理原型制作前识别失效点 |
| 模具优化 | 调整冲头圆角半径 | 重新分配应力以防止内部开裂 |
| 工艺改进 | 润滑策略 | 减少摩擦引起的应变和表面缺陷 |
| 研发成果 | 数据驱动的精度 | 缩短开发周期并消除废料浪费 |
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参考文献
- Łukasz Lisiecki, Nikolaos E. Karkalos. Analysis of Crack Initiation in Hot Forging Process with the Support of the Digital Image Correlation System. DOI: 10.3390/app15010408
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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