塑性成形过程温度场热力耦合数值模拟方程式的建立

本文基于冷塑性变形过程中热效应的影响 ,将热和力的相互影响耦合在一起 ,采用有限单元法推导出求解温度场的热力耦合数值模拟方程式。     

厚壁球壳冲压成形过程的热力耦合分析

采用大变形弹塑性热力耦合方法，对厚壁球壳的拉深成形过程进行了模拟，得到了各种变形场量信息，并定量分析了热力耦合模拟精度，对指导实际生产有较大意义。     

厚壁球壳冲压成形过程的热力耦合分析

采用大变形弹塑性热力耦合方法,对厚壁球壳的拉深成形过程进行了模拟,得到了各种变形场量信息,并定量分析了热力耦合模拟精度,对指导实际生产有较大意义。     

FHPP 单元成形过程初期阶段的热力耦合分析

摩擦液柱成形(FHPP)是摩擦叠焊的基本单元成形过程,也是影响摩擦叠焊焊接质量的关键环节.采用有限元软件MSCMarc建立了FHPP过程初期阶段的三维有限元热力耦合模型,对同质材料Q235-Q235组合进行了计算.结果表明,在焊接过程中焊棒底端摩擦面上的温度呈现沿径向由内向外逐渐升高的趋势,而接触压力的分布则是逐渐渐小.在材料未发生明显塑性变形的状态下提高转速对温度的升高作用显著,但是温度越高,效果越不明显.当材料在高温状态下发生塑性变形时,采用增大轴向力的方式更有利于温度的升高和材料大变形的产生.     

金属成形过程的无网格热力耦合分析

在中高温条件下的塑性成形过程模拟中,考虑温度对材料性质的影响非常重要.基于刚粘塑性材料假设,提出了金属成形过程的无网格热力耦合分析方法,推导给出了无网格方法应用于金属成形过程热力耦合分析的理论公式及相应的模拟分析步骤,采用集中热容方法解决了在瞬态温度场分析中的温度常震荡的问题,并编写了相应的分析程序.应用建立的方法对典型塑性成形过程进行了无网格方法分析,并与有限元方法分析结果进行了比较,验证了本文所建立方法的可行性.     

粉末烧结体镦粗成形过程热力耦合有限元分析

依据成形中热与力的相互影响,建立了用于模拟粉末烧结材料锻造过程的可压缩刚粘塑性热力耦合有限元列式。对材料为AL6061的粉末烧结体坯料在不同条件下镦粗成形过程进行热力耦合模拟,得到成形过程中的变形、温度以及相对密度的分布状况。热力耦合技术的运用,可以更加精确地描述粉末锻造成形过程,这对确定工艺参数及提高产品质量有重要意义。     

圆柱体扭压成形的热力耦合分析

扭压成形工艺和一般镦粗相比有许多优点［１～３］。考虑到成形过程中温度与变形间的热力耦合效应,作者运用刚粘塑性有限元方法,详细分析了高温下圆柱体的扭压成形的变形规律。结果表明：扭压成形能降低成形压力,促使变形均匀,增加变形量;成形的温度、摩擦和变形速度对整个变形过程都产生较大的影响。     

汇气管热模拔成形热力耦合分析

采用弹塑性大变形热力耦合有限元法理论,应用有限元仿真软件ABAQUS,建立了汇气管热模拔有限元模型,研究了直径Φ508 mm、壁厚18 mm汇气管热模拔成形工艺过程。重点分析了不同温度场下热模拔成形过程中汇气管的应力应变及形变位移,得到了热模拔成形工艺最佳的温度场。研究分析表明:对于低碳钢汇气管,一般热拔制成形的最佳温度场控制在1000℃左右;拔制过程中,加热拔制区域的材料的塑性变形符合材料塑性行为的三个特征:初始屈、塑性应变增长和塑性强化;拔制成形后,管件的最大残余应力出现在拔制椭圆孔短轴附近,但都满足低碳钢的失效强度。最后,对比有限元模拟结果与实验结果获得了很好的一致性,验证了模拟的可行性。     

圆柱螺旋齿轮温精密成形的三维热力耦合温度场有限元分析

利用三维造型软件Pro/EngineerWildfire对圆柱螺旋齿轮及其成形模具进行三维建模;采用三维热力耦合有限元数值模拟技术,使用有限元数值模拟软件Deform-3D对圆柱螺旋齿轮的温精密成形过程进行了三维刚粘塑性有限元数值模拟,分析了齿轮在温精密成形过程中温度场的分布情况,得到了齿轮温度场分布的规律,为圆柱螺旋齿轮温精密成形技术在工业生产中的应用提供了有效参考。     

用混合的欧拉－拉格朗日有限元法模拟体积塑性成形过程

运用混合的欧拉一拉格朗日有限元法，可以有效地克服由于变形大而造成的单元畸变带来的困难。由于合理地缩减了系统自由度，并采用单元一单元共轭斜度法叠代求解方程，使得计算效率大为提高。在这些基础上发展的有限元程序，可以迅速而有效地模拟包括型材挤压在内的大量体积塑性成形过程。计算结果给工艺设计提供了系统的数据，从而大大节省了实验工作量并缩短了设计周期。     

用混合的欧拉－拉格朗日有限元法模拟体积塑性成形过程

运用混合的欧拉一拉格朗日有限元法，可以有效地克服由于变形大而造成的单元畸变带来的困难。由于合理地缩减了系统自由度，并采用单元一单元共轭斜度法叠代求解方程，使得计算效率大为提高。在这些基础上发展的有限元程序，可以迅速而有效地模拟包括型材挤压在内的大量体积塑性成形过程。计算结果给工艺设计提供了系统的数据，从而大大节省了实验工作量并缩短了设计周期。     

板料网格模型对薄板成形仿真计算结果的影响分析

本文以薄板冲压成形仿真中板料有限元网格模型为对象 ,研究了板料网格大小对仿真计算精度和计算效率的影响。以方形盒成形为例 ,分析了几种不同板料网格划分方案的仿真结果 ,并与 NUMISHEET 93的实验数据进行了对比 ,给出了进行薄板成形仿真时板料有限元网格模型的一般划分原则。并将结果应用于桑塔纳轿车车顶的成形仿真分析 ,实践证明本文所给出的这些建模原则是切实可行的。     

塑性有限元模拟技术的最新进展

本文综述了塑性有限元模拟技术的发展历史及在金属塑性加工领域中的最新进展，它包括基于不同材料本构关系的基本方程，动态边界接触问题的处理技术，网格重划技术等，并指出了该领域的发展趋势。     

板材多点成形过程数值模拟的研究

多点柔性成形是一种先进的板材成形技术。在多点成形过程中 ,板材的受力状态、变形特点、接触边界等与传统的冲压成形有很大的不同 ,商业软件不能有效地反应这些特点。本文给出了自主开发的板材多点成形过程数值模拟专用软件 (MPFORM)所采用的有关理论与公式 ,介绍了基于UL隐式格式的弹塑性大变形有限元方法、退化板壳有限元模型以及处理多点不连续接触边界的接触单元技术等 ,给出了球形面与马鞍面多点成形过程的MPFORM数值模拟结果     

金属塑性成形研究中的若干度量张量及其分析

本文对金属塑性成形研究中的若干度量张量进行了必要的分析、比较和评述，并着重指出了它们在有限元分析中的应用特点。     

板料成形数值模拟进展

在给出板料成形的典型成形过程、物理过程与力学模型的基础上，评述了板料成形数值模拟的发展历史和最新进展，包括成形过程与成形缺陷模拟发展，常用材料模型与壳体模型，接触摩擦处理及汽车覆盖件成形应用，文末指出了该领域的发展趋势。     

三维热耦合刚粘塑性有限元数值模拟技术的开发和应用

刚塑性有限元法是模拟热塑性变形的有效手段。本文介绍了可在工作站和微机上运行的三维热刚粘塑性有限元软件及其功能与特色，讨论了软件主要的理论依据和微机化过程。该软件可以进行加热和冷却过程中的温度场模拟，高温下金属塑性成形的速度场和温度场（包括上、下模具）的耦合计算、非稳态塑性成形过程分析；还可模拟和预测金属在热加工中的再结晶过程和内部组织的变化规律。应用所开发的软件，对中心压实法、高温镦粗、拔长、扩孔等三维锻造工艺进行了数值模拟。文章最后实验测定了ＪＴＳ锻造工艺的温度场和三维镦粗试件的晶粒度分布，实验值与模拟值的对比结果表明，数值模拟的结果是可靠的。     

有限元法处理金属塑性成型过程的接触问题

用有限元法模拟金属塑性成型过程的难点之一是接触边界条件的处理 ,本文着重介绍了处理金属塑性成型过程中接触问题的一般方法 ,包括接触边界的搜索、接触力的计算及接触热传导的计算三方面内容。运用 ANSYS提供的接触单元 ,模拟了 Y型三辊轧制过程及钢轨矫直过程的接触状态 ,结果与实际相符     

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.