板料成形过程有限元模拟中的接触处理

对板料成形过程进行有限元模拟时，为了取得可靠的计算结果，需要准确地描述模具与板料之间的动态接触状态．在全面分析成形中板料与模具接触边界动态变化的基础上，结合ABAQUS有限元分析软件给出了模型的几何描述、接触算法选择及应用VFRIC用户子程序进行接触摩擦模型的建立等具体方法．通过具体实例，证明了这些方法应用于板料成形过程的接触分析的可行性．     

金属板料二次成型的有限元分析

为了实现同台压力机加工多品种、多型号的板料,大型板料的成型采用同机分步成型,通过采用板料成型动力显式有限元模拟,采用四节点退化壳单元对板料进行离散化,利用中心差分法离散时间域,建立动力显式计算格式,采用罚函数法和修正库仑定理计算接触力和摩擦力.对二次成形过程,建立有限元分析计算模型,通过Dynaform软件仿真得出同机分步成形法的可行性.     

用数值模拟的方法分析轧辊间距对冷弯成型的影响

应用三维非线性有限元分析技术,利用ANSYS软件的LS-DYNA动态分析模块模拟了板料冷弯成型的整个过程,得到了板料成型过程中轧辊间距对轧件应力、应变的影响规律。结果表明,有限元模拟得出的板料应力、应变分布规律与实际情况相符合,采用非线性有限元法对冷弯成型过程进行数值模拟是可行的。     

基于神经网络的板料拉深成形摩擦系数预测

板料拉深成形过程中，摩擦是一个很重要的参数，受很多因素影响，本文利用神经网络建立了板料拉深成形中润滑油、模具表面粗糙度、拉深速度和板料表面粗糙度与摩擦系数的BP神经网络摩擦模型，对板料拉深成形的有限元分析及优化设计具有重要的参考价值．     

板料成形过程数值模拟中的接触分析

根据板料成形过程中模具的运动特点,提出了全局搜索和局搜索的接触点搜索算法。建立了接触点的局部坐标系,并对特殊情况进行了适当处理,保证计算的连续性,建立了接触力学模型,分别采用罚函地和修正的库仑摩擦计算接触法向力和摩擦力,保证了接触计算的稳定性。     

织构板料双向拉伸成型极限的计算

介绍了用晶体力学方法描述织构板料塑性变形应力应变关系的途径。提出了按M-K理论计算织构板料双向拉伸成型极限的方法。对深冲用铝镇静钢的计算结果与实验结果作了比较,还给出了一些具有常见织构的假想材料在等值双向拉伸时,反映不同取向的凹槽的成型极限曲线。     

板料激光加热三维瞬态温度场的数值模拟

考虑了对流、辐射以及材料的热物性与温度的相关性，建立了板料激光加热时三维瞬态温度场的数学模型，用小步距间歇跳跃式移动光源来代替激光束的连续扫描，对该温度场进行了非线性有限元数值模拟，并将模拟结果与其它模型的结果进行了比较，为进一步定量分析板料的热变形提供了依据。     

对板料压形件回弹现象的探讨

本文主要分析了板料在冲压成型过程中,产生回弹的现象和原因;提出了解决的办法和具体的措施。     

基于混合响应面法的滚压成型回弹角预测控制及应用

为了解决板金属滚压成型回弹角预测精度不足以及滚压成型工艺参数的选定过多依赖于经验设计的问题,提出将参数响应面法与非参数响应面法结合形成混合响应面法,利用混合响应面法对滚压成型的加工工艺参数进行优化并预测控制板金属回弹角的大小.通过混合响应面法可以分段构建板金属滚压成型回弹角预测模型,将预测模型的回弹角响应值和滚压成型实验回弹角值进行误差分析比较,两者具有良好的一致性;最后通过优化求解回弹角预测模型得到回弹角的最小值,结果表明,选用适当的成型板料弯曲内半径、过弯角可以大大减小滚压成型回弹角.     

超塑性金属薄板自由胀形极限分析及其最佳加压规律

板料的成型极限一直是板料加工研究工作者的一个重要研究课题,对生产实际有重大的指导意义。本文就超塑金属薄板的自由胀形进行了极限分析,绐出了胀形极限与材料参数和工艺参数之间的关系,并且讨论了提高胀形极限的最佳加压规律。Z_—27.4l薄板的自由胀形实验对分析结论给出了令人满意的验证结果。     

一种非线性弓网动态仿真方法的建立与验证

欧洲标准EN50318用于对弓网动态相互作用的仿真方法的准确性做出评价验证.基于有限单元理论建立了一种弓网相互作用的仿真方法.通过建立非线性三质量块受电弓模型和接触网模型,设置接触单元,建立受电弓/接触网耦合模型,并采用Newmark方法求解.依照EN50318的流程,对该方法的准确性进行验证.对多种接触网类型、拉力组合、跨距、受电弓类型等不同参数组合的仿真,该方法仿真结果与通过EN50318标准验证的Siemens仿真系统和CATMOS(R)仿真系统的结果一致,证明了该仿真方法的有效性.     

Study of Mechanical Model During Power Spinning Simulation of Cylindrical Workpiece

0rmCroNInrecentyears,t`iththedevelopment0fc0mputertechniqUeandtheapplicationofFEMinplasticdef0nna-tion,manysch0laretrytostudyPOwrspirininghycoInbingthetWotechniqUes.SOmanymechanicalm0delsforsimu-lationare.i,.d[l~3].ThesemedelsaresimplifiedhecauseofthecomPlexity0fP0werspirming.Forexample,thespacecurveswhichcodrigUratethec0nt0ur0fthedeformedzonearereplacedbylinesandtLhecontactzoneissimpli-fiedasaplane.Thesesimplificationswillresultinspacerestrictionermrfromtheactualsituationandreducingcal…     

凹坑型仿生形态环块样件接触问题有限元数值模拟

利用ANSYS建立了环块样件接触的实体模型,将齿轮接触问题进行了等效简化;根据ANSYS接触问题的有限元分析方法与仿生学表面形态优化设计技术,在环块样件的接触面区域形成了九种不同分布的凹坑型仿生表面微观形态,完成了光滑环块样件与九种凹坑型仿生形态环块样件接触问题的三维有限元数值模拟,进行了光滑与凹坑型仿生形态环块样件接触应力的对比分析,得出:仿生形态环块样件接触区域接触应力峰值高于光滑样件,但仿生形态环块样件接触区域的平均接触应力值低于光滑形态。     

基于实测接触轮廓线的精密锥面摩擦联接接触性能有限元分析方法

为使精密锥面联接接触性能仿真分析与实际接触情况相一致,并精确评估其传动性能及指导设计,在建立压紧套接触面正压力与轴向预紧力理论关系式的基础上,提出一种基于三坐标测量机精确测量锥面接触轮廓与有限元数字仿真分析相结合的精密锥面摩擦联接接触性能分析方法。运用Bezier曲线拟合三坐标实测接触轮廓数据,通过Matlab输出实测接触轮廓APDL命令构建有限元实测模型,使实测接触轮廓数据和仿真模型得到耦合。实验测试与仿真分析表明,理论计算结果较低估计了锥面摩擦联接传动性能指标,实测模型由于接触轮廓的不规则性导致各零件只在局部接触充分,与理想模型仿真结果差异较大。因此,精密锥面摩擦联接件设计需同时考虑零件弹性变形与实际接触表面的不规则性,特别是后者对传动效率的影响,以提高精密锥面摩擦联接的设计质量。     

关于离散元法计算参数的探讨

计算时步、接触刚度等计算参数的选取对离散元法解的正确与否至关重要,目前普遍采用的方法是先确定接触刚度并选取保险系数后,按照经验公式求得计算时步,但在保险系数的设定上有关文献却不尽相同.作者提出了一种新的方法———恢复系数检验法来选定计算参数.采用离散元法最常用的弹性-阻尼-滑动接触模型编制了计算程序,以颗粒同静置平面之间的正碰撞考察了不同计算参数下的模拟结果,除模拟得到恢复系数外,还考察了碰撞过程的总接触时间和总接触时步数.统计分析结果表明:计算时步是影响模拟精度最重要的因素;模拟误差还同恢复系数的设定值有关,设定值越大,模拟误差就越小;计算时步的大小虽然对碰撞过程的总接触时间影响不大,但是却决定了碰撞过程的总接触时步数,二者之间存在对数线性相关关系.     

考虑完整齿廓的滚子链系统SimMechanics建模与仿真

以柔性铰为连接副建立了滚子链系统的SimMechanics多体动力学模型。模型考虑了完整的链轮齿廓。基于该模型,使用虚功原理及拉格朗日方法,得到了柔性铰的广义力及系统动力学方程。建立了完整的链轮齿廓下滚子与链轮的离散单元接触模型,引入接触对指示矩阵和接触局部坐标系,提出了基于齐次坐标变换的滚子与链轮接触的快速搜索策略。仿真得到了滚子与链轮的啮合过程中滚子与各段齿廓的接触碰撞力。通过与ADAMS仿真结果比较验证了该方法的正确性。     

关于离散元法计算参数的探讨

计算时步、接触刚度等计算参数的选取对离散元法解的正确与否至关重要,目前普遍采用的方法是先确定接触刚度并选取保险系数后,按照经验公式求得计算时步,但在保险系数的设定上有关文献却不尽相同．作者提出了一种新的方法——恢复系数检验法来选定计算参数．采用离散元法最常用的弹性-阻尼-滑动接触模型编制了计算程序,以颗粒同静置平面之间的正碰撞考察了不同计算参数下的模拟结果,除模拟得到恢复系数外,还考察了碰撞过程的总接触时间和总接触时步数．统计分析结果表明：计算时步是影响模拟精度最重要的因素;模拟误差还同恢复系数的设定值有关,设定值越大,模拟误差就越小;计算时步的大小虽然对碰撞过程的总接触时间影响不大,但是却决定了碰撞过程的总接触时步数,二者之间存在对数线性相关关系,     

M-B弹塑性接触模型的修正

根据Wang的观点,将M-B弹塑性接触模型中的完全弹性、完全塑性两种变形形式,转变为完全弹性、弹塑性和完全塑性三种变形形式,得到了M-B模型的修正模型.仿真结果表明,对于载荷与接触面积关系的分析和预测,低载荷下采用原M-B模型、中等载荷下采用本文作者修正模型、而高载荷下采用G-W模型较为合适.     

Anovel profile error model to calculate contact error

A new profile model based on multi-scale asperities is developed and contact error is calculated.After stratified sampling, the model can get the distribution law of entity points on each cross section.Asperity radius of curvature is estimated by the relationship between circle radius and the section interval. Contact error is related to surface form error. A model equation of contact error plane is calculated through a method based on static equilibrium theory. Three contact asperities which determine the contact error plane on the rough surface are studied. The simulation results show that contact error can be accurately calculated according to the profile error model.