伴随着现代工业发展速度的不断加快，人们对工业产品需求增加，同时对其轻量化程度的要求也越来越高。

铝合金凭借易加工、轻质、耐腐蚀及强度良好等特点，被广泛应用在航空航天、轨道车辆、机械制造、军工武器、汽车、电工和船舶等领域。其中尤其是航天航空领域，对材料的性能要求更严，要求构件大型化、轻量化、长寿命。

但由于焊接、切削等原因，航天航空零部件会产生一定的残余应力，降低产品尺寸精度和稳定性，严重影响构件的使用性能。而航空构件由于加工量大，加工精度要求高，变形控制难度大，如果在成品阶段才发现问题，无疑造成巨大的成本浪费。结合数值模拟的方法对结构变形情况进行预测，可以较好地解决这一问题，优化工艺流程。

那么，如何将现代的数字仿真技术应用于传统的制造工艺，利用先进的计算机数值模拟技术，确定最优工艺方案?本案例中将一一讲解。

仿真过程模拟

某航空公司环形零件，铸造成型，经过车削、铣削机加工方式，成品精度不符合标准，有一定程度的变形。客户将试件送至翔博，希望寻求变形解决方案。

经过技术人员分析，决定采用有限元分析，对当前工艺进行诊断，分析变形原因，并提出优化建议。

技术人员首先进行了前期调研，了解当前构件生产现状及加工工艺，并使用翔博自身开发的多工艺连续仿真软件进行有限元分析。

在热处理环节，技术人员利用仿真与实际X射线检测出的残余应力进行校验，借助校准后的模型研究了不同热工艺参数对工件变形效果的影响。

仿真及实践结果

经过有限元分析，基于当前仿真数据分析结果，技术人员提出了多项工艺优化建议，包括优化措施3项，频谱谐波定位时效方案1套，并对方案进行仿真验证，得出的数据结果符合客户标准。

(三套优化方案)基于此，客户根据翔博的建议，敲定了解决问题的具体方案并实施，经过工艺优化，最终构件关键尺寸变形量明显下降。

案例总结

本项目中采用多仿软件，对构件在锻造、热处理、机加工过程中进行数值模拟研究，利用X射线残余应力无损检测技术作为检测手段，模拟出构件在各个过程中的数值变化，最终揭示构件锻造、热处理过程中变形和残余应力分布的规律，并在仿真环境下找出工件最优加工路径及加工工艺。

随后在机加工过程中采用模态宽频时效技术，降低和均化工件残余应力，并配合仿真条件下最优加工路径，从而达到控制工件成品尺寸精度的目的，为客户解决了工艺难题。

工艺仿真的运用，实现多组不同参数的快速结果验证，有效地节省实际生产过程中所发生的人力、物力、财力和时间的浪费，翔博也因此受到客户的高度认可。

具体仿真过程，就不在本文中赘述。本案例中使用的多工艺连续仿真软件，由翔博科技基于Abaqus软件成熟求解算法二次开发，操作界面简洁，有效降低工艺仿真难度，缩短工艺仿真时间。CAE人员可便捷高效地完成全工艺过程仿真，工艺人员也可以快速学习掌握此工艺仿真软件，成为数字化工艺仿真的参与者。