基于全量理论的金属体积成形多步数值模拟

运用一种基于全量理论的多步有限元方法计算分析了金属体积成形过程.该方法针对刚塑性不可压缩材料,在静力平衡条件下以约束变分原理通过最小化近似塑性势能进行有限元求解.多步模拟在各中间构形的虚拟滑动约束下沿变形路径进行分步迭代计算,考虑了接触和变形历史,能够快速模拟较复杂的体积成形问题.运用该方法对几个典型金属体积成形过程进行了正向一步和多步数值模拟,将计算结果与增量有限元法计算结果进行了比较.结果表明:在计算金属体积成形过程中,基于全量理论的多步有限元模拟能够在大大缩短计算时间的同时获得与增量法计算结果相比偏差小于10%的计算结果.     

航空导管扩口成形快速模拟研究

针对增量法模拟导管扩口成形计算时间长和前处理操作相对繁琐的问题,基于一步成形法自主开发导管扩口成形快速模拟程序.该程序采用三角形单元划分管坯网格,提出法向投影法将管坯节点投影至预设的模面网格上获得扩口导管初始解,并通过网格光顺算法提高初始解精度.经塑性全量理论的迭代方法获取了扩口导管尺寸,并快速计算出了管件的厚度和应变...     

一步成形法在毛坯尺寸及零件成形性快速预测中的应用

介绍了一步成形法模拟软件的应用领域、基本原理和方法以及同增量法模拟比较的优点。用一步成形法模拟软件FASTFORM对零件毛坯和成形性进行预测并同增量法模拟结果比较，表明这种方法能够获得正确结果，适用于零件早期设计和工艺参数设计阶段。最后，指出随着一步成形技术的发展以及自身优势，对于中小企业将具有更为广泛的应用前景。     

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...     

型材拉弯模拟算法的开发及应用

开发了基于有限元增量理论和BWC壳单元的型材拉弯模拟算法.本算法对型材拉弯机构中夹钳的运动进行了深入分析.采用速度约束的方法来模拟夹钳的运动轨迹,并对夹钳所在板料位置上的节点进行约束处理,保证了夹钳速度加载的正确性.以矩形截面型材拉弯零件为例,采用文献中的夹钳运动加载方案对其进行型材拉弯成形模拟.将本算法计算的结果与文...     

一种快速有效的板料成形拉延筋优化设计方法

将变形前后各个单元相对厚度变化之和作为目标函数,来衡量成形零件的变形均匀性,以单位长度拉延筋阻力为优化设计变量,采用灵敏度分析的方法,对拉延筋阻力的布置优化进行研究。推导了目标函数对设计变量、节点位移和节点残余力(包括外力)对设计变量、目标函数对节点位移等的灵敏度。将这些灵敏度信息以及反向模拟法计算的应力应变信息,提供给优化算法—非线性规划算法FSQP,通过优化算法,更新设计变量,实现目标函数最小化,直至迭代平衡,输出优化结果。通过NUMISHEET93实例中与增量模拟软件eta/DYNAFORM计算结果的比较,验证了反向模拟法可以快速获取优化的成形工艺参数及优化后的冲压件成形性能。     

基于全量理论的体积成形快速模拟算法研究

基于全量理论,提出一种新的体积成形快速有限元模拟方法。该方法采用刚塑性本构模型,以罚函数处理体积不可压缩条件,考虑几何非线性问题,以简化的等效形式处理外力边界条件。基于约束变分原理,推导出全量有限元计算方程。运用该方法对镦粗成形过程进行了一步正向模拟,得到了坯料内部的应变场和应力场,并且与增量有限元方法计算结果进行了比较。结果表明,该方法计算结果可靠,计算效率显著提高。     

板料对向液压成形模拟算法开发及应用

基于BT壳单元和有限元增量理论开发了板料对向液压成形模拟算法,对液体压强所施加的区域进行判定,并对该区域液压力进行计算.将算法集成到自主开发的冲压成形模拟软件FASTAMP中,适用于复杂汽车覆盖件的对向液压成形.以实际生产的汽车覆盖件卡车顶盖为例,采用实际液压加载曲线进行成形分析.针对成形中的折叠和破裂缺陷,对该加载曲线进行优化,工件的成形质量得到提高.模拟结果与实验结果基本相符验证了对向液压成形模拟算法的准确性和实用性.     

板料冲压成形一步正向有限元分析

提出基于理想成形理论的板料冲压成形一步正向有限元分析方法。给出迭代初始解获取、线性化处理、收敛条件判定等具体算法,以及所使用的材料应力应变关系和屈服准则。运用该方法进行带凸缘盒形件和无凸缘筒形件的冲压成形模拟,将减薄率与增量有限元方法计算结果进行比较,并就无凸缘筒形件进行实验验证。结果表明,该方法计算结果可靠,使用简便,计算效率高。     

板料成形动力显式有限元模拟

本文论述了板料成形过程计算机模拟的动力显式算法, 包括退化四节点壳单元应用、有限元计算模型建立及显式时间积分方法等, 给出了作者所做的一个仿真计算实例以及实验比较     

壳单元应用于薄板多道焊焊接数值模拟的方法探讨

针对目前薄板焊接残余应力有限元数值模拟中效率不高的情况,采用基于薄壳和复合层理论的壳单元来取代3D实体单元进行薄板多道焊数值模拟以预测残余应力方法的尝试,通过使用定义壳单元截面材料点数鼍来表征薄板厚度,在热分析中依靠解析方法得到温度分布,使用ABAQUS及多个用户子程序来完成力场残余应力分析的实现,通过与传统的3D单元模型计算薄板多道焊模拟的结果分析可知,采用复合层壳单元进行较为复杂的薄板焊接模拟效率相对较高,而精确度并没有下降.     

ABAQUS壳单元在有限元分析中的应用研究

利用ABAQUS对一受话器插脚采用不同的壳单元类型进行了有限元分析和比较，并用ANSYS软件的模拟结果进行检验。结果表明：完全积分线性单元S4是一个通用的有限薄膜应变壳单元，它适合于大多数问题的分析，它对单元变形不敏感，没有沙漏模式；减缩积分二次单元S8R5对于小应变薄膜弯曲问题的模拟能给出精确解。还详细讨论了在板壳数值模拟中壳单元的选取方法以及一次单元与二次单元过渡应采取的方法。     

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。     

胶接板中兰姆波的传播模式分析与检测信号处理

对兰姆波在铝胶接接头中的传播模式进行了有限元模拟,用二维傅里叶变化的方法识别兰姆波模式,将模拟结果与理论结果进行了对比,通过试验验证有限元模拟的准确性。研究证实,兰姆波在胶接板中的传播有多模式、频散特性,二维傅里叶能有效识别兰姆波模式,有限元模拟结果与理论及试验结果吻合较好。     

从动螺旋伞齿轮摆动辗压三维有限元模拟

从动螺旋伞齿轮的形状复杂,摆动辗压难度大。采用刚粘塑性有限元对从动螺旋伞齿轮摆动辗压工艺进行了模拟,获得了从动螺旋伞齿轮的摆动辗压变形规律和力能曲线。通过对辗压力模拟计算与实验结果的比较,阐释了有限元模拟计算辗压力的有效性和不足。最后指出了对螺旋伞齿轮进行高精度的计算模拟要考虑的问题。     

环件轧制三维有限元模拟中质量缩放方法的运用

阐述了环件轧制三维有限元模拟中运用质量缩放方法的意义及其理论依据,并对显式动力学有限元模拟中各种质量缩放方法进行了分类,给出了环件轧制模拟中质量缩放方法的选取原则。最后基于ABAQUS/EXPLIC-IT操作平台,建立了铅环件的环件轧制三维有限元模型,通过具体模拟及分析比较计算结果对选取原则进行了验证,从而总结出了适合于环件轧制模拟的有效的质量缩放方法。     

Experimental and numerical investigation of laminated steel sheet in V-bending process considering nonlinear visco-elasticity of polymer layer

Laminated steel sheet consists of two steel sheets and a polymer layer which bonds them. During forming process, mechanical properties of polymer layer significantly influence the shape of final product. In this study, a continuum model in which nonlinear visco-elasticity is taken into account has been developed for polymer layer of laminated steel sheet and implemented in a commercial finite element program by material subroutines. Lap-shear test and T-peel test have been conducted to obtain parameters of this continuum model. Two different methods are compared to establish a better method for modeling the polymer layer deformation in lap-shear test simulation. One is cohesive zone element and the other is contact method. In order to assess calculation efficiency, both explicit and implicit procedures are used to simulate lap-shear test, and T-peel test is simulated by implicit procedure to evaluate accuracy. The result indicates that cohesive element is easier to solve convergence problem and implicit procedure may save much simulation time. T-peel test data can be used to describe the normal mechanical behavior of polymer layer in an acceptable range. Finally, V-bending forming process has been studied to investigate the effect of polymer layer on the springback and final deformation shape through experiment and numerical simulation. The result indicates that the comparison between numerical simulation and experiment is in good agreement. The finite element model can accurately predict the final shape after bending and springback.     

铝合金型材张力绕弯成形几何缺陷数值模拟分析

通过对铝合金型材绕弯数值模拟的关键技术的研究，探讨型材绕弯成形中的有限元建模、加载方式等对数值模拟结果的影响，分析侧压力和后张力对绕弯成形几何缺陷的影响规律。模拟数据与实验进行对比得出两者数值较接近，并具有一致的规律性，而且型材绕弯模拟中采用六面体单元比采用四边形壳单元有更好的模拟效果。采用有限元模拟技术，掌握型材绕弯成形机理与工艺参数，为生产提供技术基础。     

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     

四边形板壳单元等值线的简易生成

本文基于三角形网格等值线的生成方法 ,通过引入虚节点将空间任意四边形网格剖分为 4个三角形 ,快速有效地实现了冲压变形有限元仿真过程中任意时刻变形壳单元网格上等值线的生成问题。该方法避开了复杂的等值点跟踪搜索算法 ,大大简化了编程过程