（3）对于加工完成的冲压件，通过锻造工序来进行局部成形减少了后续的加工工序，零件的尺寸精度和力学性能得到了大幅度的提高和改善；而且还降低了成形载荷，有利于提高模具寿命。

（4）对于合适的冲锻件，可以使用带材组织连续化、自动化生产，生产效率大为提高。

但是，通过不同种类的加工工序组合而成的复合塑性成形工艺，受到两种工艺共同缺陷影响，造成了一些成形缺点：

（1）一般都是通过板材或型材来进行冲锻加工，对板材或型材施加载荷，使材料发生局部体积成形；但由于变形量较小，对模具精度要求比较高，而且成形过程中对模具移动速度和运动控制要求较高。

（2）冲锻复合塑性成形工艺加工过程中，其载荷比锻造工艺的小，比冲压工艺大得多，所以需要模具强度硬度要求非常高；而且成零件形初期，以模锻成形为基础，造成了生产成本的提高。

1。4 国内外的研究现状

1。5 本文研究的目的、方法及内容

本文在板料体积复合成形技术的研究背景下，以凸柱成形和不等壁厚成形过程作为为研究对象，通过控制变量法进行有限元模拟，使用DEFORM-3D有限元模拟软件，分析板料凸柱和不等壁厚的成形过程。通过模拟数据处理与分析，分别找出成形凸柱和不等壁厚零件时主要影响因素。不仅体现了复合塑性成形工艺理论，还能够对实际工程实践提供宝贵的实验数据。因此，本课题的主要研究内容为： 

（1）建立凸柱成形有限元模型，分析其成形模拟过程，以及在成形过程中材料流动的速度、等效应变、载荷。

（2）列出在凸柱成形时的各种影响参数，通过控制变量法进行模拟研究，分析各个参数如何影响凸柱成形，并找出最佳成形凸柱方案。

（3）建立不等壁厚零件的有限元模型，通过模拟成形过程中坯料大小和所在位置，分析成形过程中的应力、应变、载荷以及材料流动。

第二章  DEFORM有限元介绍及模拟方案

金属塑性成形是一种重要的材料加工工艺方法。基于变形区特点，将金属塑性成形简化为：以冲压为代表的板料成形和以锻造为代表的体积成形[ 高锦张。 塑性加工工艺与模具设计，机械工艺出版社，（第二版）。 2008，1（01）：1~2。]。在冲压过程中，板料不仅产生弹性变形，还会发生塑性变形。变形特点不同，对材料成形工艺影响也不同。在锻造成形工艺中，金属材料的塑性变形量很大，但弹性变形量很小。所以，在二者相结合的成型工艺中，会使材料局部发生特殊变形。而且与塑性变形相比较，弹性变形很小，在成形过程中可以忽略不计。因此，基于有限元模拟时，将零件设为塑性体，而模具设为刚体。本章主要介绍有限元方法，和基于DEFORM有限元模拟软件为基础的零件成形模拟方案。文献综述

2。1 有限元方法分析 

在塑性加工过程中，需要对零件成形过程进行模拟分析。有限元方法就是对塑性成形过程进行数值模拟的最有效方法，在塑性成形中的应用日益广泛。利用有限元求出的成形变量比较精确，例如速度场、应变场、应力场、温度都可以作为工艺成形中的科学依据。所以，对于给出的成形条件和加工方法，有限元方法都可以对其进行优化处理，以得到最佳方案。有限元方法基本步骤为：

（1）对给出的物体体积进行假设，设有限数目单元集合体就是所计算的实际体积，通过有限体单元结合节点变形，研究实际物体内组织的变动。

（2）分片近似，通过每一个节点的运动，反应这个单元的物理变动，建立各函数关系式。