在材料塑性成形過程中，以復(fù)雜形狀鍛件的鍛造生產(chǎn)為例，當(dāng)用形狀比較規(guī)則的毛坯直接成形   終鍛件時，鍛件會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的缺陷，如充不滿、折疊、變形不均等，而且模具會承受過大的載荷、磨損也較嚴(yán)重，從而導(dǎo)致模具服役壽命的降低。所以，一般會設(shè)計一個介于規(guī)則坯料和終鍛件形狀之間的過渡形狀，使得鍛造過程分步進行，材料   易充滿型腔，減少或折疊缺陷，降低鍛造過程中的載荷，即進行材料預(yù)成形設(shè)計。材料的預(yù)成形設(shè)計對于提高產(chǎn)品質(zhì)量及模具壽命具有重大的意義，但是如何確定材料的預(yù)成形形狀有較大的難度，這也是研究的主要內(nèi)容。

　　傳統(tǒng)的預(yù)成形設(shè)計方法是試錯法，但是試錯法的成本高且效率低；　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，越來越多的預(yù)成形設(shè)計方法不斷涌現(xiàn)。早期預(yù)成形設(shè)計方法主要是正向模擬技術(shù)和反向模擬技術(shù)等，主要是通過模擬材料成形過程實現(xiàn)，但是主要思路仍然是試錯法，需要技術(shù)人員根據(jù)經(jīng)驗對預(yù)成形形狀不斷進行修正，再由數(shù)值模擬結(jié)果進行驗證。自20世紀(jì)g0年代，優(yōu)化理論不斷運用到材料的預(yù)成形設(shè)計中，應(yīng)用比較多的有靈敏度分析算法、微觀遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形狀內(nèi)插值法等。近年來，一些新興的非優(yōu)化算法也不斷地應(yīng)用到材料預(yù)成形設(shè)計中?；陟o電場理論進行了材料的預(yù)成形設(shè)計，利用靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)的靜電場等勢線與材料成形過程中材料流動的相似性，模擬材料變形路徑。針對典型的軸對稱鍛件進行靜電場模擬，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為輔助手段，得出了合適的等勢線范圍作為鍛件的預(yù)成形形狀?；谌S靜電場模擬進行了預(yù)制坯設(shè)計，指出該設(shè)計方法很適合于形狀比較復(fù)雜的工件或難變形材料工件的預(yù)制坯設(shè)計。

　　基于電場法和響應(yīng)面方法進行了鍛件的預(yù)成形設(shè)計，的鍛件飛邊較小，且無缺陷產(chǎn)生。使用電場法針對H型軸對稱鍛件進行了預(yù)成形設(shè)計，通過響應(yīng)面分析方法選取了合適的等勢線形狀作為   終的優(yōu)化結(jié)果；　關(guān)于三維復(fù)雜鍛件，白雪還提出了縱橫截面曲線預(yù)制坯設(shè)計方法，通過兩步預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計，獲得了形狀尺寸滿足要求、且飛邊較小的無缺陷鍛件。將電場法與工藝參數(shù)組合用以優(yōu)化鍛造工藝過程。其中以電場法的預(yù)成形形狀作為局部變量，工藝參數(shù)作為全局變量，通過多目標(biāo)優(yōu)化分析，   終填充飽滿、終鍛力也較小的鍛件。

　　電場法己經(jīng)越來越多地應(yīng)用到諸如鍛造、沖壓等材料成形工藝的預(yù)成形設(shè)計中，并且取得了良好的成形效果。但是目前還尚未有公開文獻將電場法應(yīng)用到環(huán)件軋制用毛坯的設(shè)計中，本文在這方面進行了   嘗試，將電場法應(yīng)用于錐形法蘭環(huán)件軋制用毛坯的定性設(shè)計中，并結(jié)合試驗設(shè)計分析方法進行了定量計算，在較小的有限元計算成本前提下，較快地獲得優(yōu)化的毛坯尺寸，提高了工藝的時間。