高精度三维塑性有限元网格重划技术的研究

网格重划技术是制约三维大变形塑性有限元发展的关键之一。本文基于ＡＮＳＹＳ二次开发的三维有限变形弹塑性有限元软件,研究并建立了三维网格重划系统,该系统利用特征线和特征面提取法得到变形体的轮廓线和面进行网格重划,利用等参逆变换法直接将旧网格节点上的信息传递到新网格的高斯点上,可节约计算时间,提高计算精度,利用设定的标准场量分布与经传递的场量分布比较,分析了该系统信息传递的精度,并利用方料镦粗算例验证了该系统的可行性。     

板料成形有限元模拟网格重划及其应用

分析和论述了板料成形有限元模拟中网格重划技术,研究并建立了板料成形有限元网格重划算法,实现了状态参量在新旧网格中的传递,结合DYNAFORM有限元分析软件,对NUMISHEET’93设定的方盒标准考题进行了模拟,结果证实了该技术的可行性。     

高精度三维塑性有限元网络重划技术的研究

网络重划技术是制约三维大变塑性有限元发展的关键之一。本文基于ＡＮＳＹＳ二次开发的三维有限变形弹塑性有限元软件，研究并建立了三维网络重划系统，该系统利用特征线和特征面提取法得到变形体的轮廓一和面进行网络重划，利用等参逆变换法直接将旧网格节点上的信息传递到新网的高斯点土，可节约计算时间，提高计算精度，利用设定的标准场量分布与经传递的场量分布比较，分析了该系统信息传递的精度，并利用方料镦粗等例验证了该系     

金属成形模拟过程中局部网格重划技术研究

针对金属成形模拟过程中网格畸变问题,提出了一种自动局部网格重划分技术.首先通过计算单元变形度的方法判断是否需要重划并标记出变形网格；然后利用特征线和特征面提取法得到变形局部的轮廓线和面；依照得到的轮廓划分网格；网格重划后利用面积加权平均法实现新旧网格信息的传递.通过ANSYS的参数化设计语言APDL编程来实现该技术,并通过对冲头压入过程的模拟分析,验证了该方法的可行性.     

板料成形有限元模拟网格重划及其应用

分析和论述了板料成形有限元模拟中风格重划技术，研究并建立了板料成形有限元网格重划算法，实现了状态参量在新旧网格中的传递，结合DYNAFORM有限元分析软件，对NUMISHEET‘93设定的方盒标准考题进行了模拟，结果证实了该技术的可行性。     

塑性有限元法中局部网格节点重定位技术

针对塑性有限元模拟中的局部网格重划问题，提出了节点自动重定位技术。介绍了模具干涉和单元畸变两种情况，通过改变局部网格单元的形函数进行节点重定位。并进行了复合挤压的实例模拟。结果证明该技术是实现局部网格重划的有效途径。     

金属体积成形过程有限元模拟中六面体网格重划技术的研究

针对金属体积成形过程有限元模拟中的网格重划问题,提出了基于边界构形的有限元网格重划技术,并对其中的一系列技术处理进行了详尽的讨论,将该技术应用于矩形块体镦粗过程的有限元模拟中,较好地解决了六面体网格重划问题。     

一种有限元裂纹扩展仿真的网格技术

在总结有限元前后置处理技术的基础上,提出了一种模拟韧性断裂裂纹扩展的有限元后处理技术,包含单元软化、失效、裂纹生成及相应的处理技术,并尝试将旧网格系统的破坏信息向新网格系统传递。     

三维有限元模拟中的网格重划

详细论述了网格重划技术的判断准则、新旧网格之间场量传递等，提出了两种进行包含测试的新方法－交点判断法和矢量判断法，并成功地应用于新旧网格之间三维场量的传递。实例应用验证了该方法的正确性和有效性。     

环件辗扩过程仿真中的自适应单元重划分

在环件辗扩过程动力显式有限元分析中发现,大变形造成单元的畸变。研究了单元自适应重划分算法。在分析工件单元变形的度量基础上,提出了基于空间域离散误差的单元重划分触发准则。基于传统的栅格法思想,针对环件辗扩的特殊性建立了标准栅格,通过边界拟合和节点平滑完成了重划单元的生成。通过平滑物理量、新单元节点在旧单元中包含测试以及新旧单元间物理量的映射完成了物理量的继承和传递。最后,通过算例验证了单元自适应重划分算法的有效性。     

基于边界裁剪的初始坯料网格剖分算法

有限元动力显式算法中,初始坯料网格应具有良好的单元形态和尽可能大的最小单元尺寸,否则会严重影响求解计算的精度和速度,而传统二维平面有限元网格剖分算法无法满足动力显式算法对初始坯料网格的特殊要求.本文针对传统剖分算法的不足,提出了基于边界裁剪思想的初始坯料网格生成算法,可以有效保证网格良好的单元形态和最小单元边长要求,不合格单元较传统剖分算法减少40%以上.该算法具有实施简单、计算效率高等特点,并已成功应用于Fastamp软件的冲压成形全工序模拟模块中,取得了良好的应用效果.     

板料二维断面变形分析中的网格局部重新划分

根据板料二维断面成形的特点，采用Ｌａｐｌａｃｅ变换，建立了二维板料断面有限元网格的局部重新划分的算法，并用有限元方法实现求解过程。确立了局部分网中局部量与整体量的转换关系，以及新旧信息在局部区域内的传递关系。通过重新分网前后的网格图，等效应力／应变等值线分布，表明该方法是准确，可靠的。     

板料成形数值模拟中网格节点编号优化

本文采用的有限元网格节点编号优化方法是基于归纳、演绎的方法,分析具有最优节点编号的三角形网格图,通过其特点,总结得出重新编号的原则,并按照这个原则,循环调整网格节点编号直到所形成的刚度矩阵带宽值满足给定收敛条件.结果表明,利用该方法对节点进行重新编号,简单易行,可得到较小的带宽值,节省了使用内存,提高了求解效率.     

超薄板料多次拉深成形数值模拟关键问题处理

针对超薄板料多次拉深数值模拟中出现的网格翘曲和质量增大过大问题,从有限元理论基础和材料厚度的特点出发,指出薄板多次拉深成形仿真过程中应注意的几个关键技术问题:单元大小、单元法向之间夹角、单元厚度、质量缩放因子.并通过钢笔外壳多次拉深实例说明,及时修改自适应划分网格参数可以避免网格翘曲,随着网格变小要相应调整质量缩放因子以降低虚拟惯性力.     

二维有限元自适应网格规划生成

在设计基准点、沿指定曲线等网格加密生成方式的基础上，根据二维区域几何特征和分析对象物理特性估计，通过选择合适的网格加密生成方式，作用于分析对象上，规划构造有限元自适应网格单元尺寸信息场，进而提出基于Delaunay部分的动态节点一单元一体化算法，实现几何特征和物理特性整体自适应的有限元网格自动生成。算例表明此方法可生成高质量、符合分析要求的有限元自适应网格。     

风电机组塔筒结构有限元分析自动化方法研究

为提高风电机组塔筒设计与分析效率,本文研究了塔筒结构有限元分析自动化方法.基于参数化建模方法,采用点坐标编号方式实现塔筒参数化FEM建模;以截面分组与设定边线网格种子方法划分塔筒参数化网格.利用PCL开发MSC.Patran,建立风电机组塔筒有限元分析智能前处理系统.以某型风电机组塔筒模态分析为例,验证该系统的有效性.     

基于MATLAB的ABAQUS二次开发(上)——解决方案与技术要点

为提高使用有限元软件ABAQUS进行分析的效率和对分析结果数据进行处理的效率,使用MATLAB对ABAQUS的前置处理和后置处理程序进行开发。分析了ABAQUS二次开发的思路和步骤;并根据分析结果,使用MATLAB开发了更改材料参数、网格尺寸、模具半径和模具型面的前置处理程序和自动提取仿真数据,而且拟合成形半径,对曲面外形进行配准拟合的后置处理程序。使用MATLAB实现了整体壁板的时效成形回弹补偿。结果表明,所开发的程序可以实现对ABAQUS有限元模型的更改、批量计算和自动结果分析。从而提高研究工作效率。该文为ABAQUS二次开发提供了不同于Python语言的思路。     

薄壁门窗型材挤压的有限体积分步模拟

研究了有限体积分步求解方法,实现了各分步有限体积模拟系统的数据传递和信息继承.针对薄壁门窗型材制品壁薄且纵向尺寸大的特点,采用了有限体积分步模拟方法对其挤压成形进行了模拟,并与有限元模拟、有限体积一步模拟进行了对比.结果表明:1)有限元模拟往往会因为网格重划分问题造成模拟结果严重失真;2)有限体积法-步模拟又对计算机资源有较高要求,往往会因为内存不足造成计算无法进行下去;3)有限体积分步模拟方法模拟精度最高,可以很好地解决大尺寸薄壁型材制品挤压成形的数值模拟问题.     

Analysis of an equivalent drawbead model for the finite element simulation of a stamping process

In order to facilitate the three-dimensional finite element analysis for the stamping process, an equivalent drawbead model was adopted to simulate the restraining effects produced by the real drawbead. In the present study, the restraining force exerted by the real drawbead was first computed by the finite element simulation, and the optimum pseudo drawing speed and mesh sizes for both the drawbead and sheet metal employed in the computation were determined through a systematic approach. The computed restraining force was then assigned to a regular mesh which replaced the mesh of the real drawbead. This constitutes the equivalent drawbead model, which avoids the extremely fine mesh required to describe the deformation of sheet blank in the drawbead area. In consequence, a huge amount of computation time can be saved. The accuracy of the finite element simulations using the equivalent drawbead model was validated by both the experimental data and the theoretical predictions.     

特别适用于金属成形模拟的四边形网格划分方法

本文提出了一种自动的四边形有限元网格生成法 ,其实质是把被划分区域无限地分割 ,直到整个区域全部由四边形单元组成。文中详细阐述了边界偏移、最优分割线确定和简易环的划分等关键技术。几个网格划分实例表明 ,该网格生成法能有效地把被划分域离散为高质量的网格