金属体积成形模拟技术

综述了体积成形过程数值模拟的发展历史和研究进展,评述了物理模拟的重要性,分析了体积成形模拟发展趋势。     

体积成形预成形设计及优化方法的研究与应用

文章立足于体积成形预成形设计及优化领域的新发展,侧重介绍了在叶片锻造预成形设计及优化方面的应用。对包括工程实际、物理模拟、数值模拟以及类等势场模拟在内的体积成形预成形的各种设计方法进行了全面阐述;归纳总结了目前研究较为热门的基于数值模拟,并结合一定寻优方法的体积成形预成形优化设计的各种主流及创新方法,而且对这些方法的基本原理、优缺点以及应用前景等做了详细介绍;对未来预成形设计及优化技术的总体发展趋势进行了展望。     

有限体积法模拟铝型材挤压成形过程

研究了有限体积法模拟金属塑性成形的基本理论和关键技术，得到了适用于塑性成形的有限体积控制方程，给出了模拟过程中有限体积网格体系的建立、成形过程中金属流动的跟踪描述和时间增量步长的确定等技术处理方法。然后采用该数值模拟方法，对铝合金门窗型材的挤压成形过程进行了仿真。详细地分析了该零件在挤压成形过程中金属的流动情况，给出了成形各阶段等效应变、温度和速度等物理场量的分布情况以及整个成形过程中模具载荷／行程曲线的变化情况。研究结果证明有限体积法是一种行之有效的铝型材挤压数值模拟方法，它可以为铝型材新产品的开发设计提供理论指导。     

金属塑性成形有限体积数值模拟

将模拟流体运动的有限体积方法引入分析金属塑性成形问题 ,简要地介绍了有限体积法模拟金属塑性成形的基本理论方法 ,并给出了相应的应用实例来证明该方法的有效性     

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.     

基于全量理论的金属体积成形多步数值模拟

运用一种基于全量理论的多步有限元方法计算分析了金属体积成形过程.该方法针对刚塑性不可压缩材料,在静力平衡条件下以约束变分原理通过最小化近似塑性势能进行有限元求解.多步模拟在各中间构形的虚拟滑动约束下沿变形路径进行分步迭代计算,考虑了接触和变形历史,能够快速模拟较复杂的体积成形问题.运用该方法对几个典型金属体积成形过程进行了正向一步和多步数值模拟,将计算结果与增量有限元法计算结果进行了比较.结果表明:在计算金属体积成形过程中,基于全量理论的多步有限元模拟能够在大大缩短计算时间的同时获得与增量法计算结果相比偏差小于10%的计算结果.     

金属体积成形仿真技术的发展概况

对体积成形仿真技术的发展作了全面的回顾，综述了体积成形过程数值模拟的发展历史和研究进展，并详细总结了其中的关健技术、存在的技术难点和发展趋势。     

体积成形过程物理模拟技术的研究及应用

本文介绍了体积成形整体物理模拟技术的实施方案和主要技术要点 ,以及将该项技术用于模拟研究曲轴等典型锻件的成形过程 ,测定了变形力、错移力和关键部位的应变分布 ,提出了优化工艺设计、提高锻件成形质量及减少模具和设备磨损的具体措施     

材料常用流动应力模型研究

材料流动应力模型是金属成形数值模拟的重要参数之一。对于中厚板体积成形而言,经常规板料拉伸试验所得的流动应力范围达不到数值模拟的需要,对应大应变的流动应力一般借助外推模型进行估测。选用不同的外推模型使得中厚板体积成形数值计算所得的成形力存在较大的偏差,这种偏差会影响压力机的选择和模具强度的校核。基于中厚板材料的拉伸试验曲线结果,采用物理分析和数学推导相结合的方法研究了8种外推模型的拟合准确度、物理意义、硬化程度等因素。研究结果对中厚板体积成形数值模拟中材料流动应力模型的选择具有一定的理论指导。     

模具锥角对铝材挤压过程影响规律的研究

铝型材挤压过程是包含复杂综合变形的大体积成形过程,工艺参数和模具几何参数对成形过程具有决定性的影响,仅凭经验进行工艺和模具设计很难一次成功.本文采用有限体积数值模拟方法,针对模具锥角对AA1100铝材挤压过程的影响规律进行研究,采取从30.到90.六种不同的模具半锥角,分析给出了模具锥角对挤压件温度变化、挤压力以及应力应变分布等的影响规律,为铝型材工艺以及模具设计提供参考.从分析结果看,使用有限体积模拟方法,可以避免网格重划,减小因网格重划而引起的体积损失,能够提高模拟的精度,有限体积法比较适合大体积成形过程的模拟分析.     

基于MSC.SuperForm的金属体积成形数值模拟摩擦模型的二次开发

针对金属体积成形数值模拟,在反正切摩擦模型基础上,建立了考虑温度、压力和变形程度等的多因素摩擦模型,可以充分地考虑体积成形过程中速度、温度、单位压力和变形程度对变形体与模具之间界面的影响.采用该多因素摩擦模型对体积成形软件MSC.SuperForm进行了二次开发,通过实际算例分析,并与已有的文献结果对比,说明了提出的多因素摩擦模型的合理性.     

齿轮坯模锻成形过程的数值模拟及优化

以齿轮组锻压件为研究对象,采用金属体积成形过程模拟软件DEFORM为工具,基于刚塑性有限元与热力耦合的思路,分析了齿轮坯在锻压中的成形过程,以及各种外界因素对成形情况的影响,得出合理因素下的成形结果。     

金属塑性成形中的三维有限元模拟技术探讨

介绍了用于金属塑性成形中的有限元法,系统地讨论了有限元模拟中的关键技术,即几何模型的建立、单元类型的选择、网格的划分与重划分、接触和摩擦问题等技术,并结合实例说明了三维有限元模拟在金属塑性成形领域中的具体应用。最后,基于现存问题提出了自己的见解。     

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。     

金属塑性成形工艺有限元数值模拟技术

近几十年来,塑性有限元方法在金属塑性加工成形数值模拟中得到了广泛的应用。回顾了塑性有限元模拟技术的发展历程,介绍了金属塑性加工成形数值模拟的基本原理,阐述了塑性加工成形过程有限元数值模拟的关键技术。最后,给出了该领域的几个应用实例,并指出了该领域的发展趋势。     

复杂体积成形三维有限元仿真的关键技术

本文讨论了复杂三维体积成形三维有限元仿真目前存在的难点，并提出了相应的解决方法，利用自行开发的三维有限元仿真系统，对实际生产中的复杂的多工位体积成形过程进行了三维有限元仿真，从仿真结果可以看出。本文所述的解决方法是成功的。     

板材软模成形过程有限元与无网格伽辽金法耦合的数值分析(英文)

提出一种板材变形和软模体积变形耦合的数值分析方法。基于更新的拉格朗日(UL)列式,板材的弹塑性变形采用有限元法(FEM)分析,软模的体积变形采用无网格伽辽金法(EFGM)分析,板材和软模之间的摩擦接触通过罚函数法来处理。利用开发的有限元-无网格法耦合算法程序(CDSB-FEM-EFGM)分析板材弹性软模胀形过程。同有限元软件DEFORM-2D得到的数值解以及实验结果相比,验证了所开发程序的有效性。这种方法为分析板材软模成形提供了一种适合的数值方法。