金属塑性成形有限元模拟中材料体积变化

金属塑性成形的一个基本条件就是体积不变,但有限元模拟过程中又必然存在体积变化,从而影响了模拟精度和模拟结果。分析讨论了影响材料体积变化的三个主要因素：有限元网格变形及网格重划、增量步长、惩罚因子,并给出了相应的控制方法。     

体积成形的数值模拟

综述了体积成形过程数值模拟的发展历史和研究进展 ,主要介绍了上限单元技术和有限元法的应用 ,并给出了有限元模拟的实例 ,最后分析了体积成形模拟的发展趋势     

金属体积成形模拟技术

综述了体积成形过程数值模拟的发展历史和研究进展,评述了物理模拟的重要性,分析了体积成形模拟发展趋势。     

金属体积成形过程有限元模拟中六面体网格重划技术的研究

针对金属体积成形过程有限元模拟中的网格重划问题,提出了基于边界构形的有限元网格重划技术,并对其中的一系列技术处理进行了详尽的讨论,将该技术应用于矩形块体镦粗过程的有限元模拟中,较好地解决了六面体网格重划问题。     

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。     

复杂体积成形三维有限元仿真的关键技术

本文讨论了复杂三维体积成形三维有限元仿真目前存在的难点，并提出了相应的解决方法，利用自行开发的三维有限元仿真系统，对实际生产中的复杂的多工位体积成形过程进行了三维有限元仿真，从仿真结果可以看出。本文所述的解决方法是成功的。     

面向对象板料成形有限元模拟软件的图形平台设计与实现

在板料成形有限元模拟软件系统中，图形平台是重要的组成部分。介绍了图形平台的设计与实现，并重点阐述了面向对象编程技术在软件开发中的实际应用，同时结合图形平台需要提供的功能，给出了图形平台各个类的继承关系和实现中的一些关键技术。实践表明，此平台具有较好的灵活性、可靠性和可扩展性。     

体积成形过程预成形优化设计系统的开发研究

采用塑性有限元、灵敏度分析和工程优化算法相结合的方法 ,针对精密成形问题 ,提出了一种对多工序锻造过程预成形模具进行优化设计的方法 ,并在此基础上开发了界面友好、自动化程度高、易于使用的锻造优化设计工具软件DOTFORGE。该软件通过优化设计预成形模具形状 ,可实现对锻造过程中多种目标的优化控制。给出预成形优化设计的目标函数和设计变量以及灵敏度分析方法 ,详细介绍了软件的结构功能、关键技术以及应用实例。     

板料成形数值模拟软件的研究

研究了板料成形数值模拟软件的发展概况,比较了通用数值模拟软件和板料成表专用数值模拟软件的异同点,并结合作者开发和使用数值模拟软件的经验和体会,指出了开发和选用板料成表数值模拟软件的方法和原则,最后,阐述了板料成形数值模拟软件的发展方向。     

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.     

体积成形无网格伽辽金法数值模拟及试验验证

通过移动最小二乘(MLS)近似函数建立无网格伽辽金法的基本公式。其中,本构关系基于Mises屈服准则和刚塑性流动理论给出,基函数采用线性函数。将无网格伽辽金法(EFG)与刚塑性流动理论相结合,编制了三维无网格伽辽金法数值模拟程序。进行铝合金三维体积成形试验,并用编制的模拟程序和ABAQUS有限元软件进行数值模拟。结果表明,无网格法与有限元法的数值模拟结果中的节点分布和等效塑性应变分布比较接近。通过对比数值模拟与试验结果验证了无网格伽辽金法数值模拟程序的可行性。     

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...     

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。     

基于理想形变理论的有限元逆算法在板料成形中的应用

基于理想形变理论,研究了金属板料成形的有限元逆算法,并开发了计算程序.采用线性三角形膜单元和厚向异性的刚塑性材料模型,计算了一个带凸缘的方盒形件,并与Dvnaform的一步逆向法和增量法的计算结果进行了比较.实例分析结果表明,在工程允许精度范围内,本文方法能够有效分析零件的成形性能.由于该方法计算速度快,所以可用于零件...     

金属塑性成形有限元模拟中的六面体单元再划分技术研究进展

系统分析比较了各种六面体单元网格再划分方法的具体技术思路和优缺点 ,及其在模拟三维金属体积成形过程中的应用。结论指出 ,基于在任意几何形状的三维实体上实现全自动生成满足要求的六面体网格的通用算法非常复杂和困难 ,涉及许多具体的特殊问题的处理 ,而且基于畸变后边界节点生成满足拟合精度的几何实体也是如此。本文提出基于畸变网格的质量优化和局部网格加密 /稀释是最佳的解决方法 ,既可以保持初始网格的拓扑结构 ,还可以有效地避开网格再划分问题     

An assessment of finite element software for application to the roll-forming process

The roll forming industry has many difficulties in product development and process set-up. The design and development of rolls and processes are mainly based on trial-and-error and past experiences. Recent industrial trends demand products having high quality and tight tolerances. This requires more precise and cost-effective roll-forming processes than the ones employed in the traditional product development methods.

SHAPE is a reliable FE based solution provider, which covers a wide range of roll forming and rotary forming simulations including ring rolling, tube spinning, flow forming, and thread rolling. It also provides powerful analysis tools for heat transfer, roll stress and microstructure analyses. In this chapter the technical capability of SHAPE for roll forming is assessed by studying an industrial problem. The accuracy and robustness of the software is evaluated using machine shop results.     

板料成形中有限元模拟技术的应用

使用传统的靠经验和反复修模试模的方法研发模具，不仅难以掌握板料成形的真实过程，而且会造成人、财、物、时的浪费。将有限元技术引入冲压成形模拟中是解决这一问题行之有效的方法，对板料冲压成形模拟进行了讨论，并重点介绍了Dynaform软件的应用。     

动力显式有限元法辊弯成形全流程仿真技术研究

辊弯成形是大位移、大转动、有限应变的过程,具有复杂的非线性特征,成形规律难以通过传统“试错法”把握。为避免成形缺陷,降低开发成本,采用有限元法对辊弯成形进行全流程仿真,可以准确预测辊弯成形过程中应力-应变分布与变化规律,辅助工艺设计与产品开发。采用动力显式算法,可以缩减计算规模,避免隐式算法的迭代收敛问题等限制,容易实现大规模并行计算,减少计算时间。通过对槽型件的辊弯成形进行全流程仿真实例,验证了该方法的有效性。     

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。