用有限元逆算法计算板料成形毛坯形状和应变分布

针对传统的毛坯展开方法所存在的问题 ,本文采用形变理论并利用理想形变的假设 ,导出用于板料成形设计的逆算法。理想形变假设认为变形是在整体塑性功取得相对极值的条件下得到的 ,文中给出了理想形变的数学公式和有限元表达。将此数值方法的结果与实验数据对照 ,得到了满意的结果     

基于弧长法的有限元逆算法在板料成形中的应用

有限元逆算法能够预测冲压产品的毛坯展开形状和应变分布。初始解的确定是有限元逆算法的关键问题。它往往会引起单元拓扑关系的变化。经过研究,提出了弧长法,通过计算出最终构形上每个节点到所选取的弧长起始点之间的弧长．能够将产品的最终构形准确的映射到初始平面,并保持每个单元的拓扑关系,所获得初始解能够使有限元逆算法迅速收敛。通过圆盒件和类车门件的应用实例,证明了基于弧长法的有限元逆算法能高效和精确地对板料成形工艺方案进行快速评价。     

基于形变理论的金属板料成形有限元分析

研究了基于形变理论的金属板料成形有限元分析的理论和方法，并实现了计算程序。通过实例的计算结果和增量方法进行了比较，表明此方法能够分析成形工件中的变形情况。由于计算速度快、建立分析模型简单，所以此方法可用于设计早期估计零件的成形性能。     

有限元逆算法在钣金设计和成形模拟中的应用

主要介绍了有限元逆算法的基本理论以及近年来逆算法在板件设计以及成形模拟中的应用，并且指出了在成形模拟应用中，逆算法有待改善的方面。     

板料成形中的有限元数值模拟技术

综述了板料成形中有限元数值模拟技术的发展及我国目前板料成形数值模拟技术的研究和应用水平,论述了美、日等发达国家在汽车覆盖件模拟方法取得的进展,指出了今后的研究方向。     

板料成形有限元分析的牛顿一致迭代算法

此文针对塑性成形有限元分析大增量加载的收敛性困难，推导了用于板料成形弹塑性有限元分析的牛顿一致迭代公式。数值算例表明，此迭代算法对于大增量步长加载，也能保证解的收敛，是无条件稳定的。     

板料成形有限元分析的显式算法

本文基于连续介质力学及有限变形理论，建立了退化四节点壳单元的动力有限元模型，用于三维板料成形过程分析。数学模型采用物质坐标系中的ＵｐｄａｔｅＬａｇｒａｎｇｅ描述，用动力显式积分的方法，使位移计算显式化，避免了由材料几何等高度非线性引起的计算收敛问题。根据此模型编制的程序模拟了一盒形零件的成形过程。     

板料冲压成形有限元分析软件的智能化

用户在使用板料冲压成形有限元分析软件时由于掌握的知识有限 ,常常不知如何建立分析模型 ,如何应用该软件进行分析计算 ,这在一定程度上影响了板料冲压成形数值模拟技术的推广应用。本文针对这些问题 ,在建立分析模型时 ,提出了自动生成板料模型、自动确定冲压方向、自动定位有限元模型以及自动计算压边力等算法 ,这样就方便了用户使用该软件 ,而且有利于板料冲压成形数值模拟技术的应用推广。     

板料成形数值模拟的逆算法研究

依据理想形变理论，研究开发了冲压成形过程模拟的有限元逆算法，并考虑了成形中的压边力，拉延筋等工艺条件，实现了计算机程序。通过实例的计算表明此方法能够快速分析成形工件中的变形情况，可用于设计前期阶段评价零件的成形性能。     

板料成形有限元分析中的等拉延筋模型

介绍了提高板料成形有限元分析中采用的几种典型的等效拉延筋模型，并指出了采用等效模型的优缺点及今后的研究方向。     

Inverse finite element approach and its application in sheet metal forming

The inverse finite element approach (IFEA) was derived from ideal forming to predict the development blank of sheet metal and the thickness strain distribution according to the geometry of final product. The flange portion of stamping product under blank-holder is a free parameter that is mostly dependent on the shape of the initial flat blank. Based on the IFEA, this paper proposed a node relocation technique to estimate the influence of flange shape and evaluate the final geometry and thickness strain distribution from the prescribed flat blank. The applications of the IFEA cover the backward and forward evaluations: from given product to initial blank and from given initial blank to final product. Those applications make the design of sheet metal forming easy and fast. A door-like product experiment confirmed that the precision of the IFEA satisfied the manufacturing requirement.     

有限元反向法计算筒形件毛料形状

合理地选择冲压件的毛料外形 ,可以提高板料的可成形性 ,同时也可以提高材料利用率。选用反向法来计算冲压件的毛料外形 ,开发了独立的有限元源程序 ,并提出了一种简单的求解毛料初步解方法。通过例子证明 ,该算法计算的结果与实际情况比较吻合 ,而且程序比较稳定 ,能较准确较快地求得冲压件的毛料外形     

金属薄板直壁件数字化渐进成形过程的实验研究

金属薄板直壁件的成形是数字化渐进成形技术中的热点和难点之一。本文基于数字化渐进成形的基本原理提出了一种加工金属直壁件的方法,在实验中研究金属薄板直壁件的成形过程,了解直壁成形机理和控制成形过程的工艺措施。     

限制自由度单元及其在板料成形过程数值模拟中的应用

根据板料成形过程的特点，提出一种用于板料成形分析的新单元模型－三维限制自由度单元模型，这种单元既没有膜单元不能考虑横向剪应力的遗憾，也不受壳单元对于局部大的限制毛坯后机加工同时克服了体单元解决板结构问题时刚度矩阵奇异的缺点。     

板料冲压成形有限元反向分析中初始解确定方法的研究概况

初始解的确定是板料冲压成形有限元反向分析中的一个重要环节，初始解的好坏严重影响分析计算的速度以及求解的收敛性。本文就国内外关于反向分析中的初始解确定方法进行了综述和分析。     

板料成形多步反向模拟法的中间构型与运动约束

考虑到一步反向模拟法无法考虑变形历史的影响、无法计算各中间步之间的应变等信息,文章提出一种新型的多步反向模拟法。根据当前工步凸凹模信息,采用最小面积法,并结合可行域二次序列规划算法(FSQP)快速获取当前工步零件的构型。提出一种基于重心坐标的穿越搜索策略来提高接触搜索速度,计算复杂度仅为O(n1/d)(d为网格所在空间的维数)。提出的快速接触搜索算法来实现中间构型各个节点在约束滑移面上的移动,其理论成果成功地在自行开发的板料成形反向模拟法软件InverStamp/Multi-step模块中实现。在圆筒形件多步拉深实例中,通过中间工序及最终成形零件厚度分布与基于增量理论的LS-DYNA求解器计算结果的比较,验证了多步反向模拟法的有效性。     

板料成形数值模拟研究

介绍了板料成形动态显式有限元模拟的基本理论,讨论了成形模拟中接触摩擦算法,起皱、破裂的判断及回弹模拟等关键技术。最后,通过介绍NUMISHEET’99三组标准考题及主要模拟研究结果,讨论了有限元模拟技术在板料成形中的应用。     

基于有限元逆向法和正向法的板料成形过程中合理毛坯形状的确定

合理的毛坯形状可以提高板料成形质量,降低成本.有限元逆向法确定简单形状零件的毛坯具有很高的可靠性,但不适合于单独用来确定带有拉深筋及切边余量大的覆盖件拉深成形板料毛坯.本文采用有限元逆向法和正向法结合的方法,确定覆盖件零件的成形毛坯,并用物理实验验证了其合理性.     

板料冲压成形回弹的有限元数值模拟研究

随着对冲压件的尺寸精度要求的不断提高,精确预测给定冲压件的回弹量大小及分布显得非常重要。采用无模法模拟卸载回弹过程时,需要以加载成形后的应力为基础。本文给出了加载成形中的应力计算方法,并采用无模法建立了卸载回弹的计算模型。文中提出一种不同于传统的初始单元弹性化处理的方法,提高了回弹的计算精度。研究了卸载因子的取值规律对回弹计算的影响。利用自行开发的软件SheetForm模拟分析NUMISHEET’93标准考题中U型件深冲压的回弹情况,验证了该方法的有效性。     

Simulation of bulk metal forming processes using one-step finite element approach based on deformation theory of plasticity

The bulk metal forming processes were simulated by using a one-step finite element(FE)approach based on deformation theory of plasticity,which enables rapid prediction of final workpiece configurations and stress/strain distributions.This approach was implemented to minimize the approximated plastic potential energy derived from the total plastic work and the equivalent external work in static equilibrium,for incompressibly rigid-plastic materials,by FE calculation based on the extremum work principle.The o...