二十世紀(jì)七十年代，有限元法開始被用于橢圓形封頭板料成形的研究， 初主要分析一些簡單的軸對稱問題。1973年，剛塑性有限元法被提出并用于分析沖壓成形問題，這是人們首次使用有限元方法來分析橢圓形封頭沖壓成形過程。在數(shù)值模擬被用于板材塑性成形分析之前，人們主要通過試驗分析方法來摸索金屬板材的塑性成形性能，為工藝條件的設(shè)定提供依據(jù)【19]。經(jīng)過幾十年的不斷努力，國內(nèi)外諸多科研人員，尤其是工程界人士，進行了大量有限元法在板材成形過程中的研究。近年來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和試驗研究不斷取得進展以及工業(yè)生產(chǎn)上的一系列成功應(yīng)用實例，橢圓形封頭板料成形有限元數(shù)值模擬技術(shù)也日臻完備并逐漸走向成熟。目前，板料成形數(shù)值模擬技術(shù)正在從分散研究到集中研究、從理論研究到實際應(yīng)用的轉(zhuǎn)變時期。如PAM-STAMP、LS-DYNA3D、AUTOFORM、OPTRIS、ABAQUS/EXPLICIT、DYNAFORM等軟件絕大部分具有完整直觀的前、后置處理功能，可以直觀地在觀察到材料變形和流動的詳細(xì)過程，了解橢圓形封頭材料的應(yīng)變分布、料厚變化、破裂及起皺的形成經(jīng)過，獲得成形所需要載荷及零件成形后的回彈和殘余應(yīng)力分布。這種用可視化技術(shù)虛擬現(xiàn)實制造環(huán)境不僅模擬了零件的成形過程， 重要的是形象地揭示了材料的變形機理，因而可以使設(shè)計人員根據(jù)已有的經(jīng)驗實時調(diào)整模具參數(shù)及成形工藝、修改坯料形狀和尺寸，大大縮短試模和修模的時間，有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。應(yīng)用這類軟件指導(dǎo)板料成形件的開發(fā)和生產(chǎn)，可以產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。橢圓形封頭板料成形過程是一個典型的接觸碰撞問題，涉及金屬板在拉深和彎曲等復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的塑性流動、塑性強化、以及引起的起皺、破裂和回彈等問題。同時過程本身也是一個復(fù)雜的多體接觸的力學(xué)分析問題。因此單憑經(jīng)驗很難預(yù)先估計板材成形性，往往要等模具加工后試模時問題才能暴露出來，這是一個試錯逼近的過程，需要人力、物力和財力的大量消耗，生產(chǎn)本高，周期長。板料成形計算機模擬 是應(yīng)用數(shù)值方法研究板料塑性成形問題。作為數(shù)值分析方法中應(yīng)用 廣并且 有生命力的一種方法，有限元法己成為目前板料成形數(shù)值模擬 有效的方法。板料成形過程的有限元模擬技術(shù)是評估橢圓形封頭板材成形性和模具設(shè)計正確性的有效工具，在工業(yè)發(fā)達 己得到 的應(yīng)用。該方法可在多方面對板料成形提供有力的技術(shù)支持：在設(shè)計工作的早期階段，用計算機模擬替代或減少工件的現(xiàn)場試制，分析和預(yù)測成形件及其模具設(shè)計、工藝設(shè)計的可行性；通過建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，借助計算機分析計算來確保產(chǎn)品設(shè)計的合理性， 產(chǎn)品設(shè)計曩在試沖試模階段，進行故障分析和解決實際發(fā)生的問題；在批量生產(chǎn)階段，用于零件的缺陷分析i改善生產(chǎn)質(zhì)量，同時可用來調(diào)整材料選擇，降低成本。目前，計算機模擬成形技術(shù) 應(yīng)用于常規(guī)的橢圓形封頭沖壓成形[20-24]，而在爆炸成形方面則比較少。

 

    橢圓形封頭爆炸成形與沖壓成形在某些方面有著相似之處，如同樣面臨著起皺、破裂、回彈等常見的問題。但也有著很大的不同，如加載方式、板料變形速率等。因而具有較大的不穩(wěn)定性，在實際試驗前，借助計算機數(shù)值分析模擬確保設(shè)計的合理性則顯得尤為重要。目前，國內(nèi)外的一些研究人員已經(jīng)將這一新型技術(shù)應(yīng)用于爆炸成形的實驗研究和工程應(yīng)用。S.A.A.Akbari Mousavic2.J對圓錨坯料的爆炸自由成形進行了數(shù)值模擬分析，利用LS-DYNA模塊中的Johnson-Cook和Zerilli-Armsfrong方程定義坯料的材料屬性，橢圓形封頭爆炸過程采用JWL狀態(tài)方程，對坯料 終成形的形狀做了預(yù)測。試驗表明結(jié)果與模擬預(yù)測相當(dāng)吻合，同時還給出了UD的 比為0.167。盂會林、孫新利等人【26]利用LS-DYNA非線性動力有限元程序中的ALE算法和顯式一隱式連續(xù)求解功能，對球內(nèi)接錐臺殼體在爆炸沖擊載荷作用下無模成形及回彈過程進行了三維數(shù)值模擬，獲得了橢圓形封頭球殼的變形圖、應(yīng)力應(yīng)變圖以及殼體質(zhì)點·時間歷程曲線等大量結(jié)果，并與實驗結(jié)果進行了對比，結(jié)果表明，仿真結(jié)果與實驗結(jié)果基本吻合。包七十三、佟錚等人【27]對具有復(fù)雜曲面的航天飛機平臺罩建立了顯性動力學(xué)彈塑性力學(xué)模型，并做了適當(dāng)?shù)暮喕?，成功地對飛行平臺罩爆炸拉深過程進行了有限元數(shù)值模擬，對制定工藝參數(shù)、改進模具結(jié)構(gòu)和坯料尺寸提供了重要依據(jù)。陳英杰28]引入有限元變形回彈反耦聯(lián)系統(tǒng)和反耦聯(lián)方程的概念，由回彈勢能原理建立了板成形的大撓度回彈有限元法，并應(yīng)用此方法對板的成形回彈進行了成功的模擬計算預(yù)測。丁彥軍、佟錚等人29]應(yīng)用ANSYS軟件中的LS-DANY模塊對方管結(jié)晶器的橢圓形封頭爆炸成形進行了數(shù)值模擬，對爆炸載荷的作用形式進行了合理的簡化，獲得了合理的布藥結(jié)構(gòu)。爆炸成形數(shù)值模擬的關(guān)鍵是建立能夠正確反映該過程的數(shù)理模型，但是由于橢圓形封頭爆炸成形技術(shù)本身的 點和所研究問題的復(fù)雜性，導(dǎo)致目前在這方面的成果不是很多。因此，橢圓形封頭爆炸成形的數(shù)值模擬還有許多工作要做。