了得網工業技術_局部加載控制不均勻變形與精確塑性成形—

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《局部加載控制不均勻變形與精確塑性成形：原理和技術》可作為從事塑性成形理論與技術方面研究工作的教師、研究生、科研及工程技術人員的參考。9787030428707

內容簡介

將難變形材料復雜結構制造成高性能輕量化構件既是航空航天等領域高端制造發展的戰略需求，又是國際成形前沿領域的挑戰性難題。著者提出了以局部加載主動調控和利用不均勻變形實現精確塑性成形成性一體化的新思路。

《局部加載控制不均勻變形與精確塑性成形：原理和技術》以所提出的新思路為主線，以多尺度仿真建模結合理論和試驗研究為主要手段，建立了精確塑性成形全過程多尺度仿真模型；以分析難變形材料復雜結構不均勻變形機理與精確塑性成形規律為基礎，闡述了主動調控不均勻變形實現精確塑性成形的原理和技術。《局部加載控制不均勻變形與精確塑性成形：原理和技術》是一本繫統闡述這方面重要進展的專著。內容包括局部加載不均勻壓下板帶面內彎曲精確成形、管軸壓無模約束精確成形、鈦合金復雜大件等溫局部加載成形、難變形管材數控彎曲精確成形、大型薄壁異形件復合旋壓精確成形、難變形材料環件輾軋成形的原理與技術。

序一
序二
前言
第1章緒論
1.1 塑性成形的特點及影響因素
1.1.1 塑性成形的特點及作用
1.1.2 塑性成形的復雜性及主要影響因素
1.2 先進塑性成形的發展趨勢與學科前沿
1.3 精確塑性成形面臨的挑戰與解決思路
1.3.1 面臨的三大主要挑戰
1.3.2 局部加載控制不均勻變形與精確塑性成形成性一體化方法
參考文獻
第2章精確塑性成形成性一體化研究方法的基礎
2.1 引言序一

序二

前言

第1章緒論

1.1 塑性成形的特點及影響因素

    1.1.1 塑性成形的特點及作用

    1.1.2 塑性成形的復雜性及主要影響因素

1.2 先進塑性成形的發展趨勢與學科前沿

1.3 精確塑性成形面臨的挑戰與解決思路

    1.3.1 面臨的三大主要挑戰

    1.3.2 局部加載控制不均勻變形與精確塑性成形成性一體化方法

參考文獻

第2章精確塑性成形成性一體化研究方法的基礎

2.1 引言

2.2 塑建模關鍵技術

    2.2.1 塑模擬技術概述

    2.2.2 塑模擬技術研究的熱點、難點及發展趨勢

    2.2.3 塑性成形過建模關鍵技術

2.3 晶體塑性理論

    2.3.1 晶體塑性理論概述

    2.3.2 變形梯度的乘法分解

    2.3.3 晶體變形的幾何學、運動學和動力學

    2.3.4 彈性本構關繫

    2.3.5 率相關滑移模型和硬化模型

2.4 內變量法

    2.4.1 內變量法概述

    2.4.2 微觀組織演變內變量建模方法

    2.4.3 基於位錯密度的內變量模型

    2.4.4 內變量模型參數的確定

2.5&nbs胞自動機原理

    2.5.1&nbs胞自動機法的定義與特征

    2.5.2&nbs胞自動機法的分類

    2.5.3&nbs胞自動機法的構成

2.6 失穩起皺的能量法預測原理與方法

    2.6.1 薄壁件成形中的失穩起皺現像及復雜性

    2.6.2 失穩起皺預測原理與方法概述

2.7 韌性斷裂準則

    2.7.1 材料的韌性斷裂

    2.7.2 常見的韌性斷裂準則

參考文獻

第3章精確塑性成形全過程多尺度仿真建模

3.1 引言

3.2 全過程宏建模

    3.2.1 不均勻變形和組織一體化預測建模

    3.2.2 多場耦合復雜加載成形—卸載回彈全過程預測建模

    3.2.3 多約束柔性控建模

3.3 細觀晶體塑性建模

    3.3.1 基於剪應變的晶體塑性模型與高精度穩定算法

    3.3.2 耦合再結晶的晶體塑性模型

3.4 微觀組織形胞機建模

    3.4.1 鈦合金靜胞自動機模型

    3.4.2 不連續動態再結晶模型

    3.4.3 連續動態再結晶模型

3.5 失穩起皺精確預測模型

    3.5.1 管軸壓成形失穩起皺預測模型

    3.5.2 薄壁管數控彎曲起皺解析預測模型

    3.5.3 大口徑薄壁管彎曲起皺引入微缺陷的解析高精度預測模型

    3.5.4 不均勻壓下面內彎曲成形失穩模式引入微缺陷的預測模型

3.6 韌性斷裂精確預測模型

    3.6.1 韌性斷裂準則的適用性判據

    3.6.2 韌性斷裂模型參數表征

    3.6.3 韌性斷裂模型數值化實現

    3.6.4 韌性斷裂模型的驗證和應用

參考文獻

第4章局部加載不均勻壓下板帶面內彎曲精確成形原理與技術

4.1 引言

4.2 成形原理

    4.2.1 成形過程描述

    4.2.2 應力和應變特征

    4.2.3 局部不均勻加載的幾何條件

    4.2.4 變形協調方程

4.3 板帶的寬展效應

    4.3.1 寬展的特征

    4.3.2 寬展對應力應變分布的影響

    4.3.3 寬展對面內彎曲半徑的影響

    4.3.4 影響寬展的因素及影響規律

    4.3.5 考慮寬展效應的彎曲半徑的快速預測

4.4 軋輥機構彈性撓動對成形的影響

    4.4.1 考慮軋輥機構彈性撓動的成形條件

    4.4.2 考慮軋輥機構彈性撓動的彎曲半徑預測

4.5 板帶面內彎曲成形的精確控制

    4.5.1 彎曲半徑精確控制模型的建立

    4.5.2 模型影響參數的可控性研究

    4.5.3 彎曲半徑精確控制方法及應用

參考文獻

第5章管軸壓無模約束精確成形原理與技術

5.1 引言

5.2 管軸壓無模約束精確成形原理

    5.2.1 管軸壓無模約束成形基本原理

    5.2.2 無模約束不均勻變形對管軸壓精確成形的作用機制

    5.2.3 無模約束變形模式轉換條件

5.3 管軸壓精確成形過程失穩預測與控制

    5.3.1 管軸壓成形失穩開裂

    5.3.2 管軸壓成形失穩起皺

5.4 管軸壓精確成形過程優化與控制

    5.4.1 成形可行性分析及穩定成形參數範圍確定

    5.4.2 管軸壓精確成形過程優化與控制

參考文獻

第6章鈦合金復雜大件等溫局部加載成形原理與技術

6.1 引言

6.2 鈦合金復雜大件等溫局部加載成形原理

    6.2.1 鈦合金復雜大件等溫局部加載成形基本原理

    6.2.2 鈦合金復雜大件等溫局部加載成形面臨的挑戰

6.3 不均勻變形機理與宏觀缺陷控制

    6.3.1 局部加載不均勻變形機理

    6.3.2 局部加載型腔充填理論解析

    6.3.3 宏觀成形缺陷預測與控制

6.4 全過程組織演變機制與主動調控

    6.4.1 鈦合金等溫局部加載多道次變形微觀組織演變機制

    6.4.2 不均勻變形對不同加載區和過渡區組織和性能的影響機制

    6.4.3 鈦合金等溫局部加載三態組織形成條件

6.5 鈦合金復雜大件等溫局部加載成形過程優化控制

    6.5.1 大型復雜構件不等厚坯料優化設計

    6.5.2 等溫局部加載全過程工藝參數優化與控制

    6.5.3 大型組合模具優化設計與運動控制

參考文獻

第7章難變形管材數控彎曲精確成形技術

7.1 引言

7.2 數控彎曲成形原理及難變形管材彎曲性能

    7.2.1 數控彎曲成形原理

    7.2.2 難變形管材彎曲性能

7.3 拉壓區不均勻變形特征與成形缺陷影響因素

    7.3.1 數控彎曲拉壓區不均勻變形特征

    7.3.2 數控彎曲成形缺陷特征及其影響因素

7.4 成形極限預測與提高技術

    7.4.1 多缺陷約束成形極限預測方法

    7.4.2 成形極限提高技術

7.5 卸載回彈預測和控制技術

    7.5.1 回彈預測方法

    7.5.2 回彈控制技術

7.6 工模具設計制造與調模技術

    7.6.1 數控彎曲工模具選材

    7.6.2 模具設計及調試知識準則

    7.6.3 薄壁管材小彎曲半徑彎曲的模具結構設計方法

    7.6.4 薄壁鈦管數控熱彎成形模具設計方法

    7.6.5 基於KBE／FE的數控彎管模具設計與成形性評估繫統

7.7 成形過程優化與控制技術

    7.7.1 多目標多參數多約束優化數學模型

    7.7.2 基於不同要求的薄壁管數控彎曲參數優化設計方法

    7.7.3 初始模具和工藝參數確定方法

    7.7.4 大直徑薄壁管數控彎曲優化設計方法

參考文獻

第8章大型薄壁異形件復合旋壓精確成形技術

8.1 引言

8.2 不均勻變形特征與關鍵控制因素

    8.2.1 帶環向內筋結構旋壓不均勻變形特征

    8.2.2 薄壁曲面結構旋壓不均勻變形特征

    8.2.3 不均勻變形行為的關鍵控制因素

8.3 坯料優化設計

    8.3.1 帶環向內筋結構預成形坯料優化設計

    8.3.2 初始圓板坯尺寸的確定

8.4 加載軌跡設計

    8.4.1 總體設計

    8.4.2 板坯上開始充筋半徑的確定

    8.4.3 次貼模旋壓頭部成形高度確定

    8.4.4 不同道次旋壓加載軌跡的確定

8.5 低成本短周期高精度旋壓技術

    8.5.1 成形參數優化

    8.5.2 帶環向內筋復雜構件的芯模設計與脫模方法

    8.5.3 單芯模多道次復合旋壓新方法

參考文獻

第9章難變形材料環件輾軋成形技術

9.1 引言

    9.2 坯料尺寸設計

    9.2.1 坯料尺寸設計方法

    9.2.2 毛坯尺寸設計流程與應用

9.3 穩定成形條件設計方法

    9.3.1 穩定成形條件數學建模

    9.3.2 穩定成形條件設計方法的應用

9.4 三種不均勻變形行為

    9.4.1 環件輾軋過程不均勻變形的決定性因素

    9.4.2 三種不均勻變形行為及其作用

9.5 鈦合金環件輾軋宏觀成形與組織演變規律

    9.5.1 TA15環件徑軸向輾軋全過程組織演變規律

    9.5.2 TC4鈦合金錐形環輾軋宏觀成形與組織演變規律

    9.5.3 TC4鈦合金復雜異形環件輾軋填充規律

參考文獻

在線試讀

章緒論
1.1 塑性成形的特點及影響因素
1.1.1 塑性成形的特點及作用
塑性是指材料在外力作用下發生永久不能恢復的變形而不破壞其完整性的能力。塑性成形主要是通過工模具和設備對材料施加力場或再輔以溫度場，利用其塑性使其成形，獲得形狀，尺寸和力學性能都滿足要求的零構件的制造技術。
塑性成形是機械制造工業的重要組成部分，其獨特的優勢使其成為國民經濟中不可或缺的重要制造技術。目前，90%以上的鑄鋼以及75%以上的金屬材料要通過塑性成形纔能獲得應用。該技術具有以下特點：
（1）塑性成形是綠色、節約型制造技術
塑性成形主要依靠材料在塑性狀態下的體積轉移來實現，成形過程中不產生切屑，隻有少量的工藝廢料，理論上是等量制造技術。通過精確塑性成形的方法，可進一步降低餘量，達到少或無切削的要求。因此，材料的利用率高。通過減少原材料消耗、廢料、污染和能源消耗，不僅降低了生產成本，而且還對環境友好，是重點發展的關鍵綠色，節約型制造技術。例如常見的圓錐齒輪件，采用棒材為原始坯料切削制造時材料利用率約為（40%，采用普通模鍛成形鍛坯再切削獲得成品的材料利用率可達）60%，而采用精密模鍛技術制造時材料利用率高達80%.
（2）塑性成形是實現高性能輕量化成形成性一體化的重要制造技術
金屬材料在塑性成形過程中，不僅形狀和尺寸發生改變，而且其內部組織同時會發生變化。經過相應的塑性成形，其組織和性能都可改善和提高。如鑄件內部組織疏松多孔，晶粒粗大且不均勻，塑性成形可焊合其內部缺陷，使結構致密並細化組織、改善偏析，使之成為質量合格的材料。以此為原材料，通過塑性成形制造零件毛坯或零件成品，可使其流線分布合理，進一步提高零件的力學性能。采用精鍛工藝制造的圓錐齒輪比切削加工制造的圓錐齒輪強度提高，通過適當的塑性成形工藝，還可實現零件微觀組織的精確控制，從而提升性能。如鈦合金整體葉盤可通過塑性成形在零件不同部位獲得不同類型的組織，實現綜合性能的匹配。金屬絲材可以通過冷拉撥增加內部晶體缺陷從而提高其強度。因此，塑性成形是實現高性能輕量化構件成形成性一體化制造的重要關鍵技術。
（3）塑性成形是穩定、高效、批量、低成本制造技術章緒論

1.1 塑性成形的特點及影響因素

1.1.1 塑性成形的特點及作用

塑性是指材料在外力作用下發生永久不能恢復的變形而不破壞其完整性的能力。塑性成形主要是通過工模具和設備對材料施加力場或再輔以溫度場，利用其塑性使其成形，獲得形狀，尺寸和力學性能都滿足要求的零構件的制造技術。

塑性成形是機械制造工業的重要組成部分，其獨特的優勢使其成為國民經濟中不可或缺的重要制造技術。目前，90%以上的鑄鋼以及75%以上的金屬材料要通過塑性成形纔能獲得應用。該技術具有以下特點：

（1）塑性成形是綠色、節約型制造技術

塑性成形主要依靠材料在塑性狀態下的體積轉移來實現，成形過程中不產生切屑，隻有少量的工藝廢料，理論上是等量制造技術。通過精確塑性成形的方法，可進一步降低餘量，達到少或無切削的要求。因此，材料的利用率高。通過減少原材料消耗、廢料、污染和能源消耗，不僅降低了生產成本，而且還對環境友好，是重點發展的關鍵綠色，節約型制造技術。例如常見的圓錐齒輪件，采用棒材為原始坯料切削制造時材料利用率約為（40%，采用普通模鍛成形鍛坯再切削獲得成品的材料利用率可達）60%，而采用精密模鍛技術制造時材料利用率高達80%.

（2）塑性成形是實現高性能輕量化成形成性一體化的重要制造技術

金屬材料在塑性成形過程中，不僅形狀和尺寸發生改變，而且其內部組織同時會發生變化。經過相應的塑性成形，其組織和性能都可改善和提高。如鑄件內部組織疏松多孔，晶粒粗大且不均勻，塑性成形可焊合其內部缺陷，使結構致密並細化組織、改善偏析，使之成為質量合格的材料。以此為原材料，通過塑性成形制造零件毛坯或零件成品，可使其流線分布合理，進一步提高零件的力學性能。采用精鍛工藝制造的圓錐齒輪比切削加工制造的圓錐齒輪強度提高，通過適當的塑性成形工藝，還可實現零件微觀組織的精確控制，從而提升性能。如鈦合金整體葉盤可通過塑性成形在零件不同部位獲得不同類型的組織，實現綜合性能的匹配。金屬絲材可以通過冷拉撥增加內部晶體缺陷從而提高其強度。因此，塑性成形是實現高性能輕量化構件成形成性一體化制造的重要關鍵技術。

（3）塑性成形是穩定、高效、批量、低成本制造技術

塑性成形主要是通過模具或專用裝置對坯料施加外力成形出所需要的產品，工件的形狀和尺寸均由模具確定，且工藝過程穩定可控，因此，產品尺寸精度較高，表面粗糙度低，形狀、尺寸和性能的一致性好。采用精密模鍛、精密衝裁等工藝制造的零件其尺寸精度和表面粗糙度可達到磨削的水平。例如，精密模鍛制造的直齒錐齒輪，齒形精度達到七級，無需進行機械加工，精鍛葉片輪廓尺寸公差可達0.05mm，厚度尺寸公差可達0.06mm，曲面隻需磨削。

塑性成形通常以模具為主要工裝，成形過程操作簡單，易於實現機械化和自動化流水作業。隨著工具和設備的改進及自動化程度的提高，成形效率也大幅提高。例如，高速衝床的穩定行程次數已經達到4000次/min；在120MN熱模鍛壓力機上鍛造一根汽車發動機六拐曲軸隻需40s；在雙動拉深壓力機上成形一個汽車覆蓋件僅需幾秒鐘。

（4）塑性成形是技術密集、知識密集和高增值的高端制造技術

塑性成形是多場多因素耦合作用下的物理過程，材料宏微耦合本構關繫、模具3坯料接觸條件以及大變形幾何的多重非線性使其過程十分復雜，材料在塑性變形中組織性能的變化更增加了預測和控制的難度，但材料經過塑性成形成為高性能輕量化零構件後，其價值會成倍甚至多倍地增加。塑性成形研發涉及機械、材料、力學、數學、物理、計算機、熱學、控制和信息等多學科與技術的交叉和有機融合，具有技術密集、知識密集和高增值的高端制造顯著特點。

（5）塑性成形是不可替代的重要科技領域和工業強基的核心領域

塑性成形的生產能力和工藝水平代表著一個國家制造行業的核心競爭力。塑性成形在機械、航空、航天、汽車、能源、艦船、兵器、儀器儀表等行業中均起著極為重要的作用。

航空、航天、汽車、核電、水電等高端裝備制造和機械基礎件制造是塑性成形的重要應用領域。塑性成形制造的零構件在航空航天飛行器中占60%~70%，在汽車中占70%~80%，特別是塑性成形的高性能輕量化件是保證先進運載裝備服役性能的核心基礎。先進飛機中的關鍵承力構件，如隔框、翼梁、起落架，以及蒙皮、管路等大都采用塑性成形）發動機中的葉片、輪盤、機匣等關鍵構件一般也采用鍛件。隨著我國塑性成形高端制造技術和制造業的不斷進步，其重要性和作用愈加凸顯。

塑性成形有多種方法，並形成了各自的工藝領域。按照坯料和變形的特點，一般將塑性成形分為體積成形和板料成形兩大類。體積成形依靠變形和體積的轉移來實現，所用的坯料一般為棒料或塊料，受力屬於三向應力狀態。其中，用於制造原材料（如板、管、棒、型材）的工藝稱為一次加工，主要包括軋制、擠壓、拉撥等；用於制造零件或坯料的工藝稱為二次加工，包括自由鍛和模鍛。

板料成形又稱為衝壓，它以厚度較小的板料為坯料，變形過程多可按平面應力狀態分析。板料成形包括分離工序和成形工序兩大類：分離工序通過衝壓使板料沿一定的輪廓線相互分離，如衝裁、剪切等；成形工序使板料產生所需要的塑性變形和位移，獲得形狀，尺寸和精度滿足要求的零件，如彎曲、拉深、脹形、翻邊等。

隨著難變形新材料和難成形新結構的不斷湧現，人們還在不斷研發新的塑性成形方法，這將進一步擴大塑性成形技術的應用範圍，因此，塑性成形是不可替代的重要科技領域和工業強基的核心領域。

1.1.2塑性成形的復雜性及主要影響因素

塑性成形的復雜性體現在成形過程的復雜性、物理現像的復雜性、影響成形質量基本要素的復雜性以及可控成形參數的復雜性等方面，這使其研發極具挑戰性。

從鑄錠到零件終成形，一般首先要通過一次加工將鑄錠制成用於制造的原材料，如棒料、板料等，然後經二次加工獲得零件（見圖1.1）。一次加工和二次加工中均可能含有多個成形工步，各工步並不完全獨立，前一工步的成形結果會對下一工步產生影響，並終決定零件的成形。每一工步均可能是在熱力耦合作用下的復雜不均勻變形過程。材料的狀態、加載條件、模具和裝備工況以及生產環境等均可能影響零件的形狀尺寸和組織性能。

同時，塑性成形過程中均可能發生多種復雜的物理現像，主要包括:

（1）彈塑性變形現像。從簡單坯料到復雜形狀零件，包括零件的高性能輕量化，主要依靠塑性變形來實現，而塑性變形又伴隨著彈性變形。塑性變形中應力，應變關繫呈非線性。材料在加載過程和卸載過程中符合不同的規律，應力應變之間又非單值對應關繫，而是與變形路徑相關。準確描述材料的彈塑性本構關繫與分析成形是塑性成形研究面臨的難題。

（2）接觸現像。工模具對坯料表面法向和切向的接觸作用是施加力場的基本方式。同時，接觸面的熱傳導和摩擦生熱會對成形中的溫度場產生顯著影響。這些現像與模具和坯料的材料屬性、表面狀態、潤滑條件，以及成形的工藝參數，均有直接的關繫。如何獲得與實際相符的力熱邊界條件十分關鍵。

（3）摩擦磨損現像。工模具與坯料接觸面上的摩擦可改變坯料的內應力狀態，增大變形抗力，引起不均勻變形，產生附加應力和殘餘應力，並導致模具直接磨損、軟化等。相對於機械傳動摩擦，塑性成形摩擦更為復雜，塑性成形中的摩擦伴隨著變形金屬的塑性流動，塑性流動情況不同，摩擦也不相同）接觸面上壓強高，實際接觸面大且不斷有新的摩擦面產生，使潤滑困難）接觸面常處於高溫下，產生氧化層、模具軟化、潤滑劑分解等現像。目前，高接觸壓力和塑性變形下的摩擦機理尚不明確，這使摩擦行為的描述和定量測量十分困難。

（4）大位移、大轉動和大變形現像。塑性成形從變形幾何學上看屬於大變形過程，工件構形的不斷改變引起幾何非線性問題，使得對變形及受力分析的數學描述更加困難。

（5）組織演變現像。塑性成形中必然伴隨組織的變化，組織的改變是該技術實現成形成性的基礎。材料組織的改變將影響其本構行為，從而對成形中材料的塑性變形行為產生影響。組織演變的形式和內在機制與材料屬性以及塑性成形的加載方式和條件密切相關。如在冷成形條件下，金屬變形後主要形成亞結構和變形織構，使得強度升高並出現各向異性）在熱塑性成形中則可能發生動態再結晶，使得晶粒細化。塑性變形中存儲的畸變能對後續加工中的組織演變，如晶體再結晶、相變等也有重要影響。如何描述組織演變及其對成形過程的作用規律是成形成性一體化制造的基礎。

（6）缺陷產生現像。加載條件和工藝控制不當可能導致過程失穩而產生成形缺陷。常見缺陷包括開裂、起皺、粗晶、混晶等。不同塑性成形工藝中可能產生的缺陷及相應的誘因不同。如何獲得合適的加載條件和工藝控制方法避免缺陷的產生是實現極限塑性成形的基礎。

影響塑性成形質量的基本要素包括材料、產品形狀和性能要求、成形方式與成形條件、模具質量與工況、摩擦與潤滑、裝備性能與狀況、生產環境等。其中，材料，產品結構形狀和性能要求，成形方式與條件是影響塑性成形技術發展的核心因素。

（1）材料因素。材料的屬性龐大而復雜，是一個專門的研究領域。其中材料的變形行為、本構關繫、組織演變機制和規律等對塑性成形的影響尤為突出，也是選擇成形方式與成形條件的重要依據。

（2）產品形狀和性能要求。塑性成形產品和性能要求多種多樣，產品的結構局部加載控制不均勻變形與精確塑性成形。原理和技術形狀和性能要求對選取塑性成形工藝至關重要。

（3）成形方式與成形條件。影響塑性成形質量的主要因素，也是實現塑性成形技術創新的關鍵所在。其決定了塑性成形中加載的力學條件、幾何條件以及材料性能等關鍵成形參數，從而決定了產品形狀和性能。由成形參數決定的材料的塑性變形將簡單坯料成形為復雜零構件，而這期間產生的不均勻塑性變形則可能誘發成形缺陷。力場與溫度場的耦合作用促使材料的組織發生變化，同時也使得塑性成形過程更為復雜。準確描述成形方式與條件對成形質量的影響需要恰當描述工件的大塑性變形，不斷變化的形狀及組織演變的耦合作用，並探明成形參數的影響規律。

塑性成形可控工藝參數同樣也十分復雜。材料幾何參數、熱物參數、力學參數的變化，加載力學條件和幾何條件的不同以及加熱冷卻溫度路徑的選擇均可能影響成形結果。

塑性成形過程復雜，影響因素眾多，使其研發具有挑戰性。目前，還不能建立對塑性成形過程進行繫統深入研究的直接觀察方法，而基於理論、經驗和反復試驗的方法難以滿足復雜塑性成形過程研究與數字化、智能化、高技術化發展的需求。這同樣使得塑性成形的研發充滿了機遇，每一項進展都可能具有知識創新和技術創新的意義以及強化生產能力和提高經濟效益的實用價值。

1.2先進塑性成形的發展趨勢與學科前沿

先進塑性成形理論與技術發展的源動力之一，就是為了不斷滿足國防及高新技術發展對先進塑性成形制造越來越苛刻的要求。航空航天飛行器裝備制造是前沿引領性和產業帶動性的國家戰略性產業，是國家綜合實力的重要體現）航空發動機是我國急需的核心航空裝備和戰略性產業，被譽為裝備制造業，皇冠上的明珠-，燃氣輪機產業也是我國急需的核心能源裝備和國家能源戰略性產業）汽車制造涉及的技術密集、產業關聯度高、規模效益明顯。未來十年是我國航空、航天、汽車及能源等高端制造業發展的戰略機遇期，需要先進塑性成形技術的全面支撐與提升。我國正在實施的國家與國防中長期科技發展規劃，以大型飛機載人航天與探月工程，高檔數控機床與基礎制造裝備和，航空發動機與燃氣輪機等一繫列科技重大專項與重大工程，對先進塑性成形都有重大而迫切的需求，要求先進塑性成形高端制造零構件朝著高性能、輕量化、高精度、低成本、高效率、能源高效利用與資源節約型、環境友好的方向發展。上述重大需求使得先進塑性成形研究的發展趨勢和學科前沿彙聚在以下幾個方面。

1）高性能輕量化構件精確塑性成形是研發的主題目標

航空、航天、汽車、能源等領域的發展對裝備提出了大運力、低能耗和長壽命的要求，采用高性能、輕量化和功能高效化的構件制造裝備是實現上述要求的必然途徑。因此，高性能輕量化構件精確塑性成形已經成為先進塑性成形技術研發的主題目標。

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