AZ31镁合金板材成形极限及温热成形应变速度研究

AZ31镁合金板材的伸长率随着温度和高温下应变速度的变化而改变，所以在研究AZ31镁合金板材的温成形性能时，必须考虑温度和变形速度对其的影响。在本文中，在不同成形条件下，对板材进行半球形凸模的拉伸试验和强度测试试验，并结合有限元模型，分析了温度和应变速度对AZ31板材的温成形性的影响。     

金属薄板厚向异性系数R值的确定方法及其在后继屈服中的演化

冷轧金属薄板的厚向异性系数R值通常被当做常数用于确定本构模型的各向异性参数,为了提高各向异性本构模型的预测精度,必须考虑R值的演化。以低碳钢材料为研究对象,对比分析了现有三种R值求解方法的使用条件及其局限性。在此基础上,提出了一种变R值的逆向求解方法,并给出了在二次函数和指数函数条件下的解析模型。揭示了不同方法计算的R值的显著差异是由塑性应变曲线斜率的计算误差引起的。考虑金属薄板的面内各向异性,基于塑性功等效原理,给出了DC04R值随塑性功和方位角的演化。结果表明,对于低碳钢材料,随着单向拉伸塑性应变的增加,R值的演化规律的总趋势是下降的。此外,该R值逆向确定方法不仅具有较高的求解精度,且表达形式简单,更便于考虑后继屈服各向异性演化的本构模型的二次开发和应用。     

一种描述铝合金发动机活塞安定状态的非线性材料模型算法解析及其仿真验证

本文基于金属材料非线性本构理论,分析其连续函数构成方法,对一种适用于发动机活塞铸铝材料的非线性本构模型的算法进行数值化解析。利用ABAQUS接口开发相应的户材料子程序,并对铝合金活塞在高温环境下循环热载荷工况下安定性响应进行仿真计算。研究结果表明:这种本构模型对热荷载安定状态响应的描述合理可信,可以应用于发动机活塞低周热疲劳分析的仿真计算。     

一种基于数值模拟的金属粉末轧制力能参数计算方法

对金属粉末轧制的成形特点进行分析。基于可压缩连续体力学对金属粉末轧制的有限变形弹塑性本构模型进行推导,并编制了计算模块,利用该模块对铝粉轧制过程进行数值模拟。分析成形区域的特征,结果表明压实区所对应的等效应力、等效应变与相对密度都达到最大值,进入稳定轧制阶段后轧制力趋于平稳。结合对轧制变形的区域划分,根据应力、应变及密度等参数的分布,确定咬入角和中性角的位置。对轧制力和相对密度的实验和模拟结果进行对比分析,表明所提出的理论模型及计算模块稳定可靠。     

精冲:绝不仅仅是一种替代制造工艺精冲与成形加工相结合派生了一系列金属板材零件的生产工艺

多年来,各种复合和不同厚度金属板材的冲压加工一直是金属加工工业中一种重要的加工工艺。但是,冲压加工本身只完成一半的工作,因为还需要将冲压件变成具有一定功能并马上可以使用的部件。但是,还有一种称之为精冲的方法,已经成功地应用了40多年。如今,日益增多的功能与成型工序的集成和生产成本的不断提高,使经过验证的精冲加工方法越来越具吸引力。因为冲裁和成型技术可以结合起来,与传统加工方法相比,可以明显减少加工工序。一块金属板料,一次加工便成为一个高质量的三维功能件,一离开精冲压力机就已经是一件可用的成品件。     

一种用于热端部件高温蠕变分析的统一型粘塑性本构模型──模型分析之一

为了描述韧性材料的率相关力学行为，提出了一个具有“过应力”特征的统一型粘塑性本构模型。通过模型分析的方法，将该模型与典型的Ｂｏｄｎｅｒ－ｐａｒｔｏｍ统一型粘塑性本构模型进行了对比分析。重点考察了该模型对工程材料三种基本变形过程的描述能力：（１）瞬时塑性。（２）循环塑性。（３）蠕变变形（包括应力松驰、蠕变恢复）。     

一种基于OpenGL的渐开线齿轮三维几何模型构建方法

三维几何模型是齿轮有限元分析及齿轮机构虚拟仿真的基础,通常的CAD系统要通过编程才能实现齿轮三维模型的构建.为此提出一种基于开放性图形库(OpenGL)的齿轮三维模型直接构建方法.该方法定义了构建齿轮的基本单位即齿元,并利用图元构造齿轮齿元.通过对齿轮齿元进行顶点操作实现阵列功能,以及对齿元进行模型变换实现拉伸功能,来实现整个齿轮的三维模型构建.这一方法可通过指定顶点数量自由控制齿元建模精度,提高整个齿轮几何模型的精确度,较方便地满足齿轮CAE和虚拟仿真的要求.     

材料成形计算机模拟中的参数化有限元法

在分析常规有限元法在材料成形模拟中的不足的基础上，提出了参数化有限元分析的概念，阐述了其基本任务，基本过程，实现方法和进行参数化有限元分析的技术要点。针对方孔翻边问题进行了编程式参数化有限元法研究，其结果与现有文献试验结果基本吻合，针对方盒拉深中的坯料形状优化问题进行了交互式参数化有限元法研究，其结果与现有文献试验结果基本吻合。研究表明，提出的参数化有限法实用，可行，为材料成形计算机模拟探索出一种高效快捷、实用的新方法。     

一种板成形摩擦系数的测试装置

本试验装置是一种测量板成形中工具与工件之间摩擦系数的模拟装置,试验中测定了同一种钢板在同一种润滑条件采用不同的试验装置参数下的摩擦系数。考察测量装置的两个参数圆辊直径和包角(圆辊与试样接触部分对应的圆心角)的大小是否对测量摩擦系数存在影响．被测钢板是08AL,测试中改变装置的参数即改变装置中圆辊直径和包角的大小,结果表明测量出的摩擦系数与圆辊直径和包角大小有密切的关系。     

板材成形回弹数值分析的静力隐式方法

给出了板材成形加载过程，卸载过程数值模拟的静力隐式有限元方法，通过平衡迭代求解有限元方程，并采用隐式算法进行应力积分及接触压力计算，这种方法应力计算准确，因而回弹计算结果具有较高的精度，数值计算表明，纯弹性板大变形卸载后能够完全恢复到原始形状，说明该方法对几何非线性问题的分析是非常准确的，最后对板材柱面、球面成形的回弹进行了分析。     

覆盖件冲压仿真参数化建模方法

针对在覆盖件冲压成形领域对快速、自动化的有限元网格建模方法的迫切需求,提出一种快速的汽车覆盖件冲压仿真建模的思路与方法.将覆盖件冲压工艺设计与冲压成形仿真前处理集成,使用散乱三角面片模型,在自主开发的CAE前处理软件中,进行参数化的工艺补充面和压料面设计.模型的网格剖分与冲压工艺设计同时进行,自动生成整套模具的网格模型供冲压仿真计算.为了真实地模拟板料网格的流动,提出了参数化的真实拉深筋的模型建模方法和板料网格的预细分方法.完成了相关软件的开发.多个汽车覆盖件冲压工艺设计和冲压仿真计算实例说明了该方法的有效性.     

晶体塑性模型在板材成形计算机模拟中的应用

阐述晶体塑性理论的基本原理，包括单晶体塑性本构关系，多晶体塑性模型的构造，介绍它在金属成形模拟中的应用概况。在速率相关的晶性模型的引入滑移系活动与否的判断准则，忽略不活动滑移系的贡献，从而在保持计算精度的时间时，大大减少了本构关系的计算时间。采用动力显式有限元方法和多晶体塑性模型模拟铝板的ＬＤＨ试验过程，考察板材的织构对其成形性能的影响。     

金属板料成型的三维弹塑性大变形有限元模拟

根据非线性连续介质力学的基本原理推导板料成型分析的三维弹塑性大变形全量拉格朗日法的有限元列式，首次给出其矩阵表达式的显式，并对圆板半球形凸膜胀形进行了模拟，模拟与实际结果吻合较好。     

计算机仿真中板料冲压成形压边力的优化

通过运用板料拉伸、压缩失稳理论和有限元计算方法，提出了新的起皱临界应力计算方法，对板料冲压成形中各处的稳定性进行数值化描述，从而确定冲压工艺的合理性，并优化压迫力，有效地防止拉裂和起皱的发生，解决了工程分析中的一个难题。通过实例的计算对比，表明该方法是正确有效的。     

板料成形中悬空区起皱过程的数值模拟

以逐级更新Ｌａｇｒａｎｇｅ描述的有限变形虚功原理为理论基础，采用Ｍｉｎｄｌｉｎ退化板壳单元，开发板料冲压成形起皱过程的有限元数值软件ＷＲＳＩＭ，模拟了３种典型悬空区起皱问题，所得结果与实验观察基本一致，该软件可与其他成形过程数值模拟软件一起用于模具ＣＡＥ，以使在模具设计冲压件件的可成形性。     

板料成形模具快速制造技术研究

将快速原型技术与金属电弧喷涂技术相结合，开发一种新的板料成形模具快速制造方法。介绍了该方法的关键工艺和实施步骤，并通过具体实例对该方法进行验证。实践表明，该方法制模周期短、成本低，模具综合性能好，在复杂冲压模具试制、冲压件小批量生产中具有很好的应用前景。     

冲压成形件毛坯设计的曲面展平截面剖分算法

分析了复杂参数曲面的展开原理，采用了截面剖分算法实现自由曲面的近似展平，推导了曲面和截面线的展开算法，开发了C＋＋语言应用程序，给出了应用实例。该方法对中等复杂曲面零件展开毛坯有良好的适应性。