六面体网格体积成形有限元分析关键技术

为提高三维体积成形有限元分析软件的计算精度、减少网格数量,基于六面体网格特性研究了六面体网格体积成形有限元分析系统的关键技术,通过对STL文件的索引重构建立了模具实体模型顶点和三角形面片拓扑连接关系,提出了一种局部坐标系建立方法保证触模和对称约束条件的正确施加,给出了相对速度和相对位置两种节点触模判断方法,并提出了调整触模节点位置的最短距离法,与初矢修正法和原长修正法比较,其调整距离短,体积损失小.基于以上技术,开发了基于三维六面体网格的体积成形有限元分析系统,对典型体积成形工艺进行了有限元模拟,并与Deform模拟结果进行对比,二者吻合较好,验证了所建立模型与相应处理技术的可行性.     

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.     

金属体积塑性成形过程数值模拟技术与仿真系统

介绍了金属体积塑性成形过程数值模拟方法、关键应用技术及其仿真系统的构成和国内外相关软件系统,对二维、三维有限元网格自动生成技术进行了较为详细的论述,综述了金属塑性成形过程优化设计方法、有限体积法以及无网格方法的国内外现状.最后给出了目前存在的问题及其将来应努力的方向.     

金属体积塑性成形过程数值模拟技术与仿真系统

介绍了金属体积塑性成形过程数值模拟方法、关键应用技术及其仿真系统的构成和国内外相关软件系统,对二维、三维有限元网格自动生成技术进行了较为详细的论述,综述了金属塑性成形过程优化设计方法、有限体积法以及无网格方法的国内外现状.最后给出了目前存在的问题及其将来应努力的方向.     

六面体单元体积坐标方法

基于二维问题四边形单元面积坐标法的成功思路,建立了三维六面体单元体积坐标的系统方法,包括:1)六面体单元特征参数的定义及单元退化模式研究;2)六面体单元体积坐标定义;3)六面体单元的体积坐标与直角坐标、等参坐标之间的关系;4)六面体体积坐标的微分公式。可以看到,六面体体积坐标保持了局部自然坐标的优点,并且与直角坐标始终保持线性关系。它为构造对网格畸变不敏感的新型六面体有限元模型提供了新工具。     

塑性有限元在金属体积成形过程中应用的进展

塑性有限元法已经成为研究金属体积成形的重要方法。介绍了刚塑性有限元和弹塑性有限元的原理;综述了金属体积成形过程中锻造、挤压和轧制工艺有限元模拟的国内外最新应用进展,并分析了有限元法在不同工艺中应用的未来发展方向。最后总结了塑性有限元法在金属体积成形领域未来发展的难点和趋势。     

金属体积成形的无网格Galerkin模拟

为避免金属体积成形有限元法模拟中网格畸变造成网格重划和模拟精度降低,采用无网格法模拟金属体积成形.利用无网格法近似位移场,建立金属体积成形的无网格法连续性控制方程,采用罚函数法施加本征边界条件和体积不变条件,基于Markov变分原理推导了金属体积成形的无网格Galerkin求解列式.用数值计算法求解该列式,实现金属体积成形的无网格模拟.数值结果表明,无网格法能有效处理金属体积成形中出现的大变形,避免了网格畸变和重划,具有较高的模拟精度.     

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面取得的进展,指出了今后的研究方向.     

金属热成形过程的综合数值模拟

金属在热成形过程中的微观组织演变是影响产品力学性能的关键因素,该演变过程取决于温度、应变和应变速率。本文基于有限变形理论和微观组织演变的数学模型,建立了能够模拟变形过程、温度变化过程和微观组织演变过程的有限元法,研制了通用的三维有限元计算软件,并在H型钢三维热轧模拟方面进行了深入开发,给出了原材料为C-Mn钢的H型钢热轧过程综合模拟结果。综合对比了8组不同工艺下的热轧实验结果和计算机模拟结果,二者均吻合良好,表明本文方法能够较好地预报金属热成形过程。     

粉末注射成形过程计算机模拟研究

综述了国内外近年来在粉末注射成形计算机充模流动模拟研究方面的一些重要成果,主要涉及粉末注射成形充模流动过程的各种模型、控制方程及其数值计算方法等。并对各自的优缺点进行了分析和比较,在此基础上阐明了该技术的主要发展趋势和方向。     

AA5B02 铝合金三通管充液成形工艺研究及参数优化

目的基于有限元数值模拟软件Dynaform对三通管的成形工艺进行优化。方法分析不同的初始压力、成形压力、轴向进给力、背压平衡力和合模力等对三通管成形的影响。根据成形过程进行模拟,得到分布应力图、厚向应变图、成形极限图等结果,根据模拟结果对零件的成形性进行分析,预测减薄破裂、起皱和回弹等缺陷。结果初始压力在防止侧推头将管坯推皱的前提下,取值应越小越好。成形压力和最大压力能保证减薄率、增厚率和成形度的要求即可。轴向进给对最终的成形质量影响较大。随着摩擦因数的增大,零件的减薄率不断增加,但是增厚率是先减小后增大。结论根据数值模拟的结果能够很好地优化三通管的成形工艺方案。     

板料成形数值模拟有限元求解算法

正确选用有限元求解算法是成形模拟成功的关键技术之一。阐述了板料成形数值模拟的4种有限元求解算法,即静力隐式算法、动力显式算法、静力显式算法和一步成形法,并对这4种算法进行了论述和比较,介绍了其在实际中的应用,探讨了在板料成形模拟中如何选择有限元算法进行可靠、高效的有限元分析。     

UOE焊管成形三维有限元模拟

建立了UOE焊管成形过程的三维有限元模型,模拟具有大变形和复杂接触的成形过程,分析板料各个成形段的回弹,获得了不同成形段板料的变形构形、等效塑性应变分布以及成形载荷的变化。研究结果可为UOE工艺设计以及评估成形机组制管能力提供指导。     

厚壁封头接管热成形的有限元分析与试验研究

针对核电容器上的接管采用焊接连接存在的隐患,研究了厚壁封头接管整锻成形技术。采用DEFORM3D软件对壁厚为325mm的大型厚壁封头接管成形过程进行了模拟研究。获得了变形区金属应力变化规律,并对预加工孔径、凹模中心孔等工艺参数进行了分析,研究了其对成形质量的影响并得出相应的优化数据。通过缩比试验验证了有限元分析计算的正...     

热金属气压成型电磁感应加热有限元模拟

应用感应加热理论,利用麦克斯韦方程组和温度微分方程,建立了电磁场与温度场耦合的有限元数学模型,使用有限元分析软件ANSYS对热金属气压成型工艺中的电磁感应加热过程进行了模拟与分析。模拟结果表明:随着电磁感应线圈电流频率的提高,在相等的加热时间内,金属钢管的升温速度不断增加,且最终达到的温度也进一步升高。随着电磁感应线圈电流密度的增加,在相等的加热时间内、相同的电磁感应线圈电流频率下,金属钢管的升温速度不断增加,加热效率得到有效提高,且最终达到的温度也逐步升高。随着金属钢管与线圈的间隔增加,金属钢管内、外表面的温度均逐渐降低;外表面温度的降低趋势越来越平缓,而内表面温度的降低趋势则不断加剧。     

基于知识的金属精密塑性成形数值模拟

介绍了基于知识的金属成形数值模拟,包括建立数值模拟知识库,可用来存储、查询数值模拟前处理知识、数值模拟实例,实例包含前处理参数、模拟结果。通过文献收集、试验积累了大量材料流动应力模型。开发基于知识的金属成形数值模拟系统,利用该系统,可以一次性将数值模拟参数输入一张表中,输入数值模拟前处理参数时,可充分参考数值模拟知识库中的知识、实例,通过开发的专用接口可将前处理参数读入数值模拟软件。该系统可显著提高金属成形数值模拟的效率与精度。     

Finite Element Modelling and the Experimental Verification of Superplastic Forming

FEM analysis has proved to be a powerful investigative tool capable of encompassing all the aspects that characterise an SPF process. However, despite the high potential of FEM programs they do not allow one to directly and suitably obtain the thickness of a sheet product for high deformation values, as commonly occurs in SPF processes. Many papers have been published on finite element analysis of S.P.F. process but the question of calculus accuracy in thicknesses of a sheet product has not been directly investigated. This problem has been already considered by the authors in a previous study which proposed an algorithm to determine thicknesses for a specific application. The software set up starts out with the results of the FEM modelling, keeps track of the deformation undergone by each element of the mesh and calculates to a good approximation the thicknesses at the end of the forming. Although the original version of the algorithm could only be used for the application studied an updated version is introduced in this study that can be used for any case. In other words, the software generates the thickness profile at the end of the analysis independently of technological set up, item shape and type of simulation (3D and 2D). The proposed algorithm was tested with reference to the superplastic forming of an item of simple geometry beginning with a thin circular plate blocked at the edges and put under constant hydrostatic pressure on one side. The test material, made superplastic by means of a series of repeated laminations, was characterised using an alternative method to the traditional tension test. The results of the experiments are in good accordance with the numerical predictions both in terms of thickness distribution and forming times.     

基于有限元技术的板带轧制研究进展

概述了基于有限元技术的板带轧制研究进展,重点介绍了有限元技术在预测轧制过程力能参数和摩擦,以及板带温度、组织、缺陷方面的应用。讨论了模型、网格、本构类型等因素对轧制模拟准确性的影响,介绍了提高计算效率的途径,分析了现在存在的问题,指明了发展方向。     

TA18管周期式冷轧过程的有限元模拟

基于DEFORM-3D有限元分析软件,对TA18钛合金管材周期式冷轧成形过程进行了数值模拟,建立了管材周期式冷轧成形弹塑性有限元模型,通过对给定条件下管材周期式冷轧成形过程的研究,获得了轧制过程金属流动情况、应力场的分布及变化规律,以及成形载荷-行程曲线,进而揭示了管材周期式冷轧成形规律,为管材周期式冷轧工艺的优化设计提供了参考。     

Research of Stamp Forming Simulation Based on Finite Element Method

We point out that the finite element method offers a great functional improvement for analyzing the stamp forming process of an automobile panel. Using the finite element theory and the simulation method of sheet stamping forming, the element model of sheet forming is built based on software HyperMesh,and the simulation of the product′s sheet forming process is analyzed based on software Dynaform. A series of simulation results are obtained. It is clear that the simulation results from the theoretical basis...