刚塑性有限元法中两类特殊形式的公式

刚塑性有限元法中，存在着张量形式表示的泛函求变分，以及用矩阵形式表示的函数求导数的两种特殊形式的公式。本文对此两种特殊形式的公式提出了易于接受的推导方法。     

筒形件反旋的三维刚塑性有限元分析

采用三维刚塑性有限元对筒形件反旋进行了分析。建立了筒形件反旋的三维分析模型，获得了旋轮作用区域和其周转区域的应变速率和应力的分布，较好地解释了工艺的变形规律，计算得到了旋轮前锥角对旋压三分力的影响关系以及使总旋压力最小的旋轮前锥角。有限元分析获得的变形区的分布与试验结果相符。     

刚塑性含空穴材料的有限元方程的研究

基于Gurson含空穴刚塑性材料的塑性势方程及其修正式 ,在材料的本构方程中引入了空穴损伤 ,体现了材料的体积变化 ,推导出应力 应变 损伤耦合的有限元列式和求解方法 ,为研究体积成形时材料的损伤和裂纹的扩展奠定了基础。并借鉴可压缩材料的有限元简化格式 ,简化了单元名义等效应变速率ε·的矩阵表达式 ,并进一步简化了有限元列式     

刚塑性有限元模拟中体积变化问题处理方法

分析了在塑性有限元分析金属体积成形问题中引起体积变化的原因 ,指出在采用罚函数方法引入体积不可压缩条件的刚塑性有限元模拟中惩罚因子、增量步长、节点调整、网格密度和重划次数等是引起体积变化的主要原因。针对所分析原因 ,在现有的方法基础上提出基于三维有限元的节点调整和体积补偿新方法 ,并在实际模拟中应用 ,得到较好的效果 ,提高了模拟的精度和可信度。     

筒形件反旋过程三维刚塑性有限元数值模拟

建立了更加符合筒形件实际强旋过程的有限元模型，对筒形件反旋过程进行了三维生有限元数值模拟。获得了筒形件反旋变形时的应力和应变速率，解释了反旋时的胀径、缩径及母线偏转和隆起等问题，求得了反旋过程中旋压力的变化，其结果与实测结果吻合较好     

刚粘塑性有限元数值模拟中粘性系数的获取方法

以塑性元件和粘性元件并联的模型为基础，研究材料粘性系数的获取方法，给出了一些材料的粘性系数和影响因素之间的关系曲线，为模拟研究中粘性系数的获取提供一种方便有效的方法。     

刚塑性有限元法中防止迭代发散的一种有效措施

刚塑性有限元法基于速度场迭代求解,故速度场的稳定是至关重要的。防止迭代发散是计算中需重点考虑的问题。本文根据刚塑性有限元法求解过程增量步数多、迭代时间长的特点,从稳定速度场的角度出发,提出了一套防止迭代发散的综合措施,主要包括速度缩减因子和步长增量的自动调节及基于前面两步速度场的速度修正。在采用这些方法仍无效的情况下,可利用直接迭代法在当前状态重新生成速度场。这样处理能保证模拟过程的顺利进行。     

斜轧刚塑性有限元模拟中变形历史处理

在有限元分析中解决了斜轧变形区构形问题。为了解决稳态计算斜轧过程变形历史问题 ,提出了轧制复合道次法 ,为刚塑性有限元提供了处理方法。针对二辊斜轧穿孔中变形区复杂的边界条件和椭圆度、辊型、送进角、孔喉、顶头前伸量等与毛管扭转、滑移等关系做了分析。经实验验证其模拟效果与以往的计算方法计算结果有较大改进     

刚塑性无网格方法中精度影响因素的研究

将无网格方法引入金属塑性成形过程分析,基于刚塑性材料假设,采用移动最小二乘法对速度场进行逼近,利用变换法施加本质边界条件,实现了金属塑性成形过程的无网格方法模拟。在此基础上,结合典型锻造过程分析实例,重点研究了应用无网格方法分析金属塑性成形问题时,诸如:基函数、正交化与否、权函数、权函数影响域大小、积分方案、高斯积分阶次、节点分布密度以及针对体积闭锁问题而提出的体积应变率映射方法等对于模拟精度和效率的影响规律,给出了提高无网格模拟精度和效率的影响因素的选择方法。     

管材自由胀形轮廓的刚塑性有限元法模拟

金属薄壁圆管的直接胀形是近年来冲压零件生产的发展方向之一。近年来,随着有限元法的发展,用弹塑性有限元计算管材的自由胀形问题己获得成功。本文将用体积可压缩的刚塑性有限元法进行管材自由胀形的模拟计算。 1.壳体单元本文选用三节点的轴对称变形旋转壳体单元,但只分析其中性层(图1)。其形函为:     

刚塑性有限元数值模拟中产生误差的原因及改进方法

本文从数学基础、力学基础和物理模型的处理技术三方面系统全面地阐述了刚塑性有限元数值模拟过程中产生误差的主要原因，提出了有效的改进方法；并通过多种模拟实例加以说明。     

金属体积成形过程三维刚塑性有限元模拟技术的研究

本文对三维刚塑性有限元模拟分析过程中有关技术问题进行了系统的研究。对三维数值模拟中存在的关键问题提出了有效的算法和处理技术，开发了相应的三维模拟软件系统。并以筒形机匣精锻成形为例对金属体积形成过程进行了模拟，计算结果表明所提出的方法和软件系统是可靠的。     

对轮旋压过程的刚塑性有限元分析

提出了一种新的成形工艺－－对轮施压。并用刚塑性有限元进行了分析,得到了变形区的塑性流动场、速度场;以及旋轮的进给速度、减薄率对变形的影响。这对研究对轮施压新工艺,正确选择工艺参数具重要的理论意义。     

半球形胀形过程的刚塑性有限元分析

以刚塑性材料模型和三维薄膜单元为基础，分析了半球形冲头的胀形过程，对变形区的变形流动特点及材料参数等因素对变形的影响进行了研究。用网格法测量了半球形冲头胀形时的应力分布，并将有限元计算结果与实验结果进行了对比，验证了有限元分析结果的可靠性。     

利用数学规划的刚塑性成形有限元仿真方法研究

本文建立了金属刚塑性成形问题的数学规划有限元求解模型 ,将体积不变、边界接触条件和体积不变条件处理为数学规划的约束条件。通过构造迭代算法 ,将变形体分为刚性区域和塑性区域 ,并利用罚函数法消去刚性区约束条件 ,把非线性规划问题归结为求解一系列的二次规划问题。以铅柱镦粗作为仿真计算实例来验证算法的有效性。     

塑性成形数值模拟中温度边界条件的处理

本文利用节点的速度约束代码来生成节点位置代码 ,再由边界边两个端点的位置代码来确定该边界边所处的位置 ,以及该边界边上可能发生的传热方式 ,简单可靠地实现了热力耦合分析中对温度边界条件的动态处理。     

直齿圆柱齿轮精锻过程的三维刚塑性有限元模拟

对空心直齿圆柱齿轮的精锻成形过程进行三维刚塑性有限元模拟。通过有限元模拟分析，深入揭示直齿圆柱齿轮精锻过程的金属流动规律和变形力学特征，对直齿圆柱齿轮精锻工艺和模具设计具有重要的指导意义。     

反挤工艺三维刚塑性有限元模拟及其局部网格细分技术的应用

利用建立的通用三维刚塑性／刚粘塑性有限元数值模拟系统ＳｉｍｕⅢ对方坯料的反向挤压工艺进行了成形过程模拟，分析了金属的流动规律和初始网格划分不合理所引起的误差，进行提出采用局部网格细分以准确地模拟金属的变形规律，模拟结果与文献中的模拟结果和实验结果对比，非常吻合。