圆柱体镦粗过程无网格伽辽金法数值模拟技术的研究

在原有的无网格分析程序基础上针对镦粗过程进行了数值模拟,研究了摩擦系数、权函数影响域半径和离散点数目等因素于金属流动、应力应变分布以及无网格法在精度和效率上的影响.将以上各种分析与有限元方法的分析结果进行了对比研究,二者的分析结果吻合程度较高.     

圆环镦粗过程数值模拟应力场研究

对圆环镦粗过程建立刚塑性有限元对称模型,采用autoforge有限元分析软件对纯铝圆环镦粗过程进行了有限元模拟,获得了镦粗过程应力场的相关信息,揭示了镦粗时金属内部应力分布情况。结果表明:由于变形量、摩擦因子的不同,圆环内部应力场分布也有很大区别。变形量增大,圆环坯料的应力分布呈Y形,且有扩大趋势;摩擦因子增大,圆环坯料应力分布趋于不均匀,但坯料的变形方式发生改变。这些结果对制定圆环镦粗时的参数有指导意义。     

体积成形无网格伽辽金法数值模拟及试验验证

通过移动最小二乘(MLS)近似函数建立无网格伽辽金法的基本公式.其中,本构关系基于Mises屈服准则和刚塑性流动理论给出,基函数采用线性函数.将无网格伽辽金法(EFG)与刚塑性流动理论相结合,编制了三维无网格伽辽金法数值模拟程序.进行铝合金三维体积成形试验,并用编制的模拟程序和ABAQUS有限元软件进行数值模拟.结果表明,无网格法与有限元法的数值模拟结果中的节点分布和等效塑性应变分布比较接近.通过对比数值模拟与试验结果验证了无网格伽辽金法数值模拟程序的可行性.     

圆环在平板间镦粗变形规律的数值模拟

采用有限元模拟软件对圆环在平板间镦粗过程进行了研究,确定了毛坯形状、摩擦因子、变形程度等因素对圆环镦粗成形时金属流动的影响.该数值模拟结果对圆环镦粗时各种因素之间确定了量化的关系,对环形件镦粗提供了科学依据.     

刚塑性无网格伽辽金方法近似方案研究

研究了最小二乘近似、再生核质点近似、径向基函数近似以及一致径向基函数近似等方案的近似特点,并将其应用于金属塑性成形过程刚塑性无网格伽辽金分析中。采用变换法修正速度场近似,采用反正切摩擦模型施加摩擦边界条件,结合金属刚塑性流动理论,建立了刚塑性无网格伽辽金方法,并分析了各近似方案在金属塑性成形过程分析中的应用特点和前景。通过典型函数近似和塑性成形过程的模拟近似,获得了关于各近似方案近似能力和在成形过程分析中应用的一些结论。     

环形件镦粗过程中的有限元模拟

环形件镦粗过程是一个非常复杂的弹塑性大变形过程.在这一过程中,外部摩擦不仅会大大提高模具载荷,而且会影响变形过程中应变分布及材料流动,本文采用大型有限元软件MSC.Superform,系统地研论了外部摩擦力在镦粗过程中,对工件塑性流动和变形趋势的影响,以及与模具载荷力的关系.利用此方法,可根据镦粗工艺中对摩擦力的不同需求,选择合适的润滑液.     

改进的无网格伽辽金方法及其在三维金属体积成形中的应用研究

针对传统无网格伽辽金方法(EFGM)在构造形函数时,矩阵A容易出现不可逆的弊端,采用带权正交基函数构造形函数,在积分方案上采用单位分解积分方法,从而实现了真正的"无网格"。将改进的EFGM与刚(粘)塑性流动理论相结合,建立了改进的刚(粘)塑性无网格伽辽金方法,自主开发了金属体积成形过程无网格伽辽金方法分析程序。通过对三维金属体积成形工艺算例的数值模拟分析,及与有限元软件分析结果的比较,验证了所建立方法的正确性。     

稳态挤压过程刚塑性无网格伽辽金方法分析

采用刚塑性材料假设,建立了刚塑性无网格伽辽金方法。利用变换法施加本质边界条件;采用反正切摩擦模型描述摩擦力边界,在局部坐标系下施加摩擦力边界条件;采用Newton-Raphson迭代方法求解刚度方程。对于挤压过程而言,当高径比较大时,可被近似为稳态流动。由于口模内速度变化梯度较大,采用最小二乘近似节点控制方法来控制近似效果。根据建立的刚塑性无网格伽辽金方法对正向、反向和复合挤压过程等进行了稳态分析,并与刚塑性有限元软件Deform模拟结果进行了相应的比较,验证了无网格伽辽金方法分析结果的正确性。     

三维稳态板轧制过程快速无网格伽辽金法模拟

针对采用无网格伽辽金法(EFGM)求解板带轧制过程塑性变形时计算效率低的问题,在保留EFGM的基本求解思想与框架基础上,利用边界条件和已知条件等限制某些离散节点的自由度从而减少未知数个数,提出了快速无网格伽辽金求解方法 (REFGM)。采用该方法模拟了三维稳态板轧制过程,并通过改变节点分布和节点数目对轧制过程分别进行计算。发现求解结果相近,证明了REFGM具有良好的收敛性;此外,发现仿真计算结果与实验值之间的最大误差在8%以内,证明了仿真模型的准确性;对比REFGM与EFGM求解的轧制压力、带钢宽向位移以及前滑系数的计算结果,两者计算结果接近,但REFGM相比于EFGM大大提高了计算效率。采用REFGM仿真分析了三维稳态板轧制过程轧制区内速度场分布以及轧制压力分布,定量获得轧制过程中轧制区内金属的塑性流动规律。     

圆环镦粗校准曲线的有限元研究

圆环镦粗法是测定摩擦系数时所用理论校准曲线,没有考虑到材料、温度、变形速度等工艺参数对摩擦的影响,因此缺乏专用性和准确性。采用有限元模拟的方法,可以在模拟过程中通过对参数的设定使模拟过程接近实际生产过程,最终根据模拟结果绘制的有限元校准曲线具有较高的准确性。     

无单元伽辽金法在辊弯成型局部凸起问题的应用

在研究了辊弯成型这一复杂变形过程的基础上,提出了无单元伽辽金法,利用移动最小二乘法,建立了数学模型,找出了在辊弯成型过程中产生局部凸起的原因及影响因素。实验证明,文章的理论分析结果正确,在实际生产中取得了一定的效果。     

半固态合金触变铸造数值模拟方法的研究

总结了铸造成形过程常用的数值模拟方法 ,分析了半固态合金触变铸造的主要特点 ,认为局部网格细化的拉格朗日法 (LagrangianMethod)比尤拉法 (EulerianMethod)更适合于半固态合金触变铸造过程的数值模拟。对其算法进行了探讨 ,并给出了一个算例     

半固态合金触变铸造数值模拟方法的研究

总结了铸造成形过程常用的数值模拟方法，分析了半固态合金触变铸造的主要特点，认为局部网格细化的拉格朗日法比尤拉法更适合于半固态合金触变铸造过程的数值模拟。对其算法进行了探讨，并给出了一个算例。     

环件冷辗扩数值模拟技术的进展

综述了环件冷辗扩成形模拟技术的最新进展:冷辗扩成形模拟已经由简化几何和材料模型的分析转向全面的三维分析,通过采用动力显式有限元算法、双网格技术、虚拟质量和速度等技术减少了计算时间,接触和摩擦等非线性边界问题得到深入的研究.根据目前存在的问题和实际工程的需要,指出了进一步研究的发展趋势.     

环件轧制锻透条件有限元模拟及实验研究

为了研究环件轧制时压下量和锻透之间的关系,本文建立了环件轧制三维有限元模型。用塑性泥为模拟材料对环件轧制的锻透情况进行模拟,获得了不同压下量下的应变场和载荷行程曲线。在DNS200电子万能试验机上作塑性泥环坯压下实验,也获得了不同压下量下小孔应变量和载荷行程曲线,有限元模拟和实验研究的结果吻合良好。本文提出的压下量与锻透之间的关系为实际生产时工艺选择奠定了基础。     

TA2钛环形管热推成形的三维有限元数值模拟

应用商业有限元软件ANSYS对TA2钛环形管热推弯曲成形过程进行了有限元数值模拟。并对成形过程中环形管内侧凹边、外侧凸边及侧面的应力、应变分布数据以及弯曲成形过程中壁厚的变化进行了分析。结果表明：管件峦变形过程中等效应力值总的变化随着弯曲角度的的增大而增大，而且弯曲管件的内侧凹边管壁的应力值比外侧凸边管壁要大，内壁受到压应力而外壁受到的拉应力；等效应力变数值内侧管壁的应变值比外侧管理壁要大，在弯曲过程中由于弯曲半径小，弯曲变形大，在弯制过程中，弯管内侧凹边受压缩使壁厚墙厚，而外侧凸边因受拉伸而壁厚减薄。数值模拟与实验所得结果一致。     

基于有限单元法的铸件热应力场数值模拟

重点论述了基于有限单元法(FEM)对铸件热应力场进行数值模拟的理论基础和实际方法,开发了基于有限单元法的铸造热应力场模拟程序.采用典型试件进行了算例验证,并与ANSYS的模拟结果及实际铸件浇注结果进行了对比,结果吻合.研究表明,开发的基于有限单元法的铸件热应力场数值模拟程序,模拟结果精确,运行可靠.     

基于有限元方法的磨料流加工数值模拟

利用Fluent软件对磨料流加工过程中流体磨料的流动形态进行了数值模拟分析,得到了流体磨料在圆孔类工件内沿孔道壁面的压力分布和沿径向的速度分布;并通过改变流体磨料的加工压力,得到工件进出口压力差与工件内流体磨料流速的变化规律.又通过模拟结果与实验结果对比,表明应用Fluent软件预测工件进出口压力差模拟计算的可行性,为...