Open-die forging is an incremental forming process, which is mainly used for the production of large parts with high requirements regarding the mechanical properties and reliability of the forged parts. Finite element analysis (FEA) is able to simulate open die forging sequences. It is therefore very suitable to confirm, whether a selected schedule will be successful in terms of reaching the desired geometry and internal product quality. However, it is comparably slow and therefore not suitable for early process design, when out of an almost infinite number of potential sequences of strokes, an appropriate pass schedule needs to be designed. This is today usually achieved by pass schedule planning software, which takes into account volume constancy, empirical spread behavior and average temperature evolution. However, they do not account for product quality characteristics like microstructure and voids closure. In this paper recently developed fast models, which are able to calculate the temperature, equivalent strain and microstructure evolution along the core fibre of a forged workpiece are coupled with an optimization algorithm to allow automatic pass schedule layout and optimization. Different cost functions are evaluated regarding their impact on the resulting properties of the workpiece. The results indicate that for an overall optimization of open-die forging processes different phenomena and influencing parameters need to be considered, since all of these parameters have a significant influence on the resulting properties such as equivalent strain, temperature and grain size of the ingot.

开模锻造是一种渐进成形工艺，主要用于对锻件的机械性能和可靠性有较高要求的大型零件的生产。有限元分析（FEA）能够模拟开模锻造序列。因此，非常适合确认所选计划是否会成功达到所需的几何形状和内部产品质量。但是，它比较慢，因此不适合早期工艺设计，因为在几乎无限数量的潜在笔划序列中，需要设计适当的通过时间表。今天，这通常是通过行程计划软件来实现的，该软件考虑了体积的恒定性，经验分布行为和平均温度变化。然而，它们不考虑产品质量特征，例如微观结构和气孔封闭。在本文中，最近开发的快速模型能够计算出温度，等效应变和沿锻件芯纤维的微结构演变，并结合了一种优化算法，以允许自动通过排料计划和优化。评估了不同的成本函数对工件最终性能的影响。结果表明，为了全面优化开模锻造工艺，需要考虑不同的现象和影响参数，因为所有这些参数都对所产生的特性（如等效应变，铸锭温度和晶粒尺寸）产生重大影响。在本文中，最近开发的快速模型能够计算出温度，等效应变和沿锻件芯纤维的微结构演变，并结合了一种优化算法，以允许自动通过排料计划和优化。评估了不同的成本函数对工件最终性能的影响。结果表明，为了全面优化开模锻造工艺，需要考虑不同的现象和影响参数，因为所有这些参数都对所产生的特性（如等效应变，铸锭温度和晶粒尺寸）产生重大影响。在本文中，最近开发的快速模型能够计算出温度，等效应变和沿锻件芯纤维的微结构演变，并结合了一种优化算法，以允许自动通过排料计划和优化。评估了不同的成本函数对工件最终性能的影响。结果表明，为了全面优化开模锻造工艺，需要考虑不同的现象和影响参数，因为所有这些参数都对所产生的特性（如等效应变，铸锭温度和晶粒尺寸）产生重大影响。沿着锻造工件的芯纤维的等效应变和微观结构演变与优化算法相结合，以实现自动通过计划的布局和优化。评估了不同的成本函数对工件最终性能的影响。结果表明，为了全面优化开模锻造工艺，需要考虑不同的现象和影响参数，因为所有这些参数都对所产生的特性（如等效应变，铸锭温度和晶粒尺寸）产生重大影响。沿着锻造工件的芯纤维的等效应变和微观结构演变与优化算法相结合，以实现自动通过计划的布局和优化。评估了不同的成本函数对工件最终性能的影响。结果表明，为了全面优化开模锻造工艺，需要考虑不同的现象和影响参数，因为所有这些参数都对所产生的特性（如等效应变，铸锭温度和晶粒尺寸）产生重大影响。