薄板起皱失稳数值模拟计算方法

汽车、航天、航空等领域的零件制造轻量化趋势致使管板材成形起皱失稳缺陷的预测成为行业的重点关注问题。基于目前常规数值模拟算法未包含起皱失稳判据从而无法解决起皱数值预测的现状,利用平板对角拉伸试验作为对比验证对象,利用大型平台软件ABAQUS证实了用于模拟薄板变形的常规壳单元动态显式算法（^*DYNAMIC）以及用于结构件屈曲计算的弧长法（^*RIKS）无法用于计算薄板成形起皱问题,尝试并比较了“用于微缺陷引入的特征值分析（^*BUCKLE）+^*DYNAMIC分析”相结合分析方法、“^*BUCKLE分析+^*RIKS分析”相结合的分析方法以及“三维实体单元动态显式算法”三种方式对薄板起皱失稳问题的运算结果,围绕计算精度、适用范围、算法特征等方面对这三种算法进行研究,确立了从多方面考察综合性能最佳的薄板成形起皱失稳数值模拟方法。     

薄钢板拉伸起皱失稳的实验研究

对大型覆盖件的成形,曲面形状精度难以控制,钢板的起皱失稳是主要问题之一.本文用密栅云纹法对方形钢板对角拉伸起皱问题进行了实验,得到了其变形的全场云纹图.获得了方板拉伸不均匀变形过程及起皱临界状态下的位移和应变的全场连续信息.     

管轴压成形失稳起皱力学过程的研究

管轴压成形的先进性、优势及成形过程的成功实施受到变形区开裂和传力区起皱等失稳因素的制约,为此采用理论解析与试验相结合的方法,对失稳起皱的力学过程、影响因素及影响规律进行了研究,并给出了失稳判据,以实现稳定成形时变形参数的取值范围的确定。研究表明:成形过程的失稳起皱受到几何参数、材料参数及摩擦边界条件的共同作用。其中,模具圆角曲率半径是决定性因素,并且存在一个最大和最小圆角半径区域使成形过程顺利进行而不发生失稳起皱;增大管坯材料硬化指数,减小相对厚度及接触面的摩擦,有利于减少失稳的发生。对牌号为5052,原始管平均直径d_0=31.0mm,41.0mm铝管的应用表明所提出的判据是可靠实用的。     

能量法理论与数值模拟相结合的方板对角拉伸临界起皱失稳预测

在薄板塑性成形起皱失稳预测研究领域,由于理论和试验研究方法各自的局限性,有限元模拟成为了不可或缺的研究手段。由于有限元法不包含起皱失稳判据,虽然利用引入初始缺陷等手段能够输出后屈曲形貌,但却无法界定确切的临界起皱时刻,且模拟结果会受到网格参数设置的影响发生波动。针对该问题,以吉田屈曲试验为验证试验,利用能量法理论与数值模拟相结合建立304不锈钢方板对角拉伸临界起皱判定线。探讨不均匀拉伸载荷性质下的临界起皱判定线的形貌及特征,讨论几何条件和边界条件对试件起皱失稳判定线的影响。通过全场应变测量系统VIC-3D拍摄的试验应变云图证实了所建立的起皱判定线的有效性。研究内容为板料起皱失稳极限图的建立提供了研究方法和部分数据支撑。     

椭球形零件拉深成形失稳点的力学分析和实验研究

通过理论分析和实验研究,提出椭球形零件拉深成形失稳点的概念并确定出失稳点的具体位置参数.采用改变拉深过程压边力和润滑剂等条件对不同牌号钢板、铜板进行试验,得出压边力、润滑剂、材料性能等因素对失稳（起皱和破裂）点的影响规律.     

应力加载路径对板壳塑性起皱失稳极限的影响研究

随着航天、航空、国防、汽车等制造技术领域对金属产品轻质化、强韧化的要求不断提高,塑性失稳成为制约其整体成形的难题之一,高效准确预测和预防薄壁构件成形过程中起皱失稳缺陷具有十分重要的意义.以楔形件拉伸试验作为研究对象,通过建立楔形件数值失稳起皱模型,结合分岔原理,提出一种板壳起皱极限图(Wrinkling limit d...     

芯棒伸出量对薄壁矩形管弯曲失稳起皱影响的数值模拟

基于动态显式有限元平台ABAQUS/Explicit,建立了3A21铝合金薄壁矩形管绕弯成形过程的三维有限元模型,模拟分析了芯棒伸出量对薄壁矩形管绕弯成形过程中失稳起皱的影响规律。结果表明:随着芯棒伸出量的增大,起皱波纹高度逐渐减小,切向压应力极大值波动的峰值减小,等效应力逐渐减小,并且变化趋于平缓;当芯棒伸出量达到一定值后,随着芯棒伸出量的增大,起皱波纹高度极大值变化不明显。该研究对薄壁矩形管绕弯成形工艺参数的确定具有重要的参考价值。     

视神经拉伸实验研究

本文报道了地正常国人新鲜尸体视神经单向拉伸实验结果,得出了视神经破坏载荷,强度极限,极限应变等指标和一些重要结论。     

半月板拉伸实验研究

本文报道了作者对正常国人急性外伤致死的新鲜尸体进行拉伸实验的结果,得出了半月板的破坏载荷,应力、应变值,对半月板的损伤机理进行分析讨论。     

输卵管单向拉伸实验研究

本文报道了对正常国人新鲜尸体输卵管进行单向拉伸的实验结果。用最小二乘法拟合了应力、应变曲线。得出了其破坏载荷、强度极有限应变、伸长比、拟弹性模量等生物力学指标。还得出了一些重要结论。     

尺支脉血管单向拉伸实验研究

本文报道了正常国人新鲜尺动脉血管进行单向拉伸的实验结果,得出了尺动脉血管的破坏应力,应变,应力,应变关系曲线及伸长比,拟弹性模量,探讨了尺动脉血管的拉伸性能。     

股骨头松质骨纵向拉伸蠕变实验研究

本文阐述了研究正常国人新鲜尸体股骨头松质骨的拉伸粘弹性力学性质。对股骨头板质骨纵向、试样进行拉伸蠕变实验。得出了股骨头松质骨蠕变数据和曲线。实验数据进行归一化处理，用对数、一元回归分析的方法处理数据，得出了归一化蠕变函数及曲线。     

拉伸位移下平面失稳波纹管的疲劳寿命研究

对平面失稳波纹管在内压及拉伸位移共同作用下进行疲劳寿命试验研究,结果表明,波纹管发生平面失稳后,膨胀节仍可继续使用,但寿命会有降低,其寿命与波纹管的失稳程度有一定的关系,波纹管失稳越严重,产品的寿命降低越多,研究结果可为膨胀节的设计及应用提供一定的参考。     

股骨松质骨拉伸实验研究

本文报道了对急性外伤致死的正常国人新鲜尸体股骨下端松质骨拉伸实验的结果。得出了拉伸破坏载荷、强度极限、弹性模量等，对股骨下端松质骨的拉伸力学实验方法等进行分析讨论。     

板架结构焊接失稳变形的预测及瞬态热拉伸消除

板架结构作为船舶或者海洋结构的典型部件,其焊接过程导致的失稳变形是困扰建造精度和生产效率的关键问题。以常见的由纵向角钢和横向T型材构成的板架结构为研究对象。首先总结出焊接过程中的典型接头,建立实体单元模型进行热-弹-塑性有限元分析获得焊接固有变形。随后将焊接固有变形作为力学载荷,加载到板架结构壳单元模型中进行特征值分析和弹性有限元分析,研究该工艺下板架结构的焊接失稳变形特征。同时通过瞬态热拉伸工艺控制板架结构的焊接失稳变形,并研究附加热源施加位置的影响。结果表明,瞬态热拉伸能够影响典型接头的固有变形,特别是减小焊接产生的纵向收缩力。合适的位置施加附加热源可以避免板架结构产生焊接失稳变形;当附加热源施加到距离立板100 mm处的底板上,板架结构没有出现波浪变形,且面外变形峰值减小了49.3%。     

进口ST14深拉伸钢板成形的研究

本文通过对进口东德深拉伸用板索赔案例的分析,较为详尽地介绍了评定深冲板成形性的主要试验方法,并通过实际试验,论证了东德深冲板材质低劣的原因。同时,对杯突试验中试验条件对杯突值的影响也进行了初步的探讨。     

股骨头松质骨纵向拉伸应力松驰实验研究

本文叙述了研究正常国人新鲜尸体股骨头松质骨的拉伸粘弹性力学性质。对股骨头松质骨纵向试样进行拉伸应力松驰实验。得出了股骨头松质骨纵向的应力松驰数据和曲线。对实验数据进行归一化处理，用对数一元回归分析的方法处理数据，得出了归一化应力松驰函数及曲线。     

尺动脉血管一维拉伸实验研究

研究了正常国人新鲜尸体尺动脉血管的一维拉伸力学性质，得出了尺动脉血管的破坏载荷、伸长比、Lagrange张应变、Euler应力等数据。以多项式用最小二乘法对实验数据进行拟合，得出了尺动脉的应力-应变关系表达式和一些结论。     

人胸椎前、后纵韧带拉伸生物力学性质实验研究

研究了正常国人新鲜尸体胸椎T1-T4前、后纵韧带的生物力学性质。对胸椎前后纵韧带在Shinmdzu AUTOGRAPH电子万能试验机上进行单向拉伸实验。得出了前、后纵韧带T1-T4段的拉伸破坏栽荷、伸长比、张应力、应变、弹性模量等数据。实验结果显示，前、后纵韧带T1-T4段应变差异不显著，后纵韧带的应力显著大于前纵韧带。     

锻件变形均匀性控制的研究

在已有研究工作的基础上，对控制变形均匀性的目标函数进行修改，考虑到单元体积的影响，把单元体积以权因子的方式加入目标函数，可以应用于复杂的变形过程。给出了目标函数的表达形式，详细推导了目标函数，单元体积、单元节点坐标对优化设计变量的灵敏度。应用该方法对圆柱体平模镦粗工艺进行预成形优化设计。给 出了相应的优化设计结果，与没有优化的情况进行了比较，结果表明优化取得了良好的效果。