环件轧制过程的显式有限元模拟分析

用于金属成形进行模拟的有限元方程的求解方法，主要有隐式和显式积分两种方法。对于复杂的三维变形分析，如环件轧制，隐式方法需要很长的运行时间。而利用显式方法，可以达到很好的效果。文中利用Abaqus／Explicit通用有限元程序对径向环轧进行了模拟。     

轿车侧挡玻璃弯曲回弹的有限元仿真

介绍了轿车侧挡玻璃落模弯曲成形中回弹的机理，建立了有限元模型。利用显式动力算法和隐式静力算法分别对轿车玻璃的落模弯曲和回弹变形进行了数值模拟，采用细分网格保证模拟精度，研究了模具环弯曲半径、玻璃落模高度和加热温度等工艺参数对弯曲回弹的影响，为实际生产提供参考依据。     

板料拉深成形数值模拟关键算法的比较

在板料拉深成形过程的数值模拟中显式算法和隐式算法是两种主要的有限元算法.板料拉深成形是一个准静态的变形过程,静力隐式算法是比较合理又相对精确的方法,但计算费时,需要大量的计算机内存空间;动力显式算法计算效率高且占用的存储空间少.本文分别用基于静力隐式算法的软件ANSYS和基于动力显式算法的软件ANSYS/LS-DYNA模拟了板料拉深成形过程,并通过与实验值相比较,验证了模拟结果的正确性.     

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。     

环件热轧动态过程有限元模拟

本文采用刚粘塑性动力显式有限元方法模拟了环件热轧时的金属流动规律。模拟结果揭示出环坯形状、尺寸,温度和轧制加载速度对工艺性指标和效率性指标的影响     

板料冲压成形和回弹分析过程的三维动态模拟

利用ANSYS／LS－DYNA非线性动力有限元程序的显式－隐式连续求解功能，模拟了板料成形过程与卸载后板料回弹变形的全过程，得到了成形过程中任一时刻各处的应力和应变值及卸载后板料的回弹结果。     

回弹的仿真研究及实验分析

为了研究回弹对板料成形的影响,使用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了模型,利用ANSYS的显式求解功能对板料冷弯成形过程进行模拟分析,利用其隐式功能计算了回弹量.经对槽钢的回弹过程进行试验分析,得出了回弹变化的一般规律,将回弹量的模拟数值与试验数值进行比较,表明了计算结果的可靠性.     

板料厚度对冷弯成型及回弹影响的模拟研究

使用ANSYS/LS-DYNA有限元软件的显式求解功能对厚度为4～8mm的板料进行有限元弹塑性分析,得到了板料成型过程中厚度因素对轧件应力、应变的影响规律。接着利用ANSYS的隐式求解功能分析了厚度因素对板料回弹的影响规律,并将回弹量的模拟数值与工作现场的回弹数值进行比较,表明计算结果具有一定的可信度。     

动态有限元模拟与环轧控制策略

环轧过程控制的关键技术之一是轧制载荷的控制，轧制载荷与压力辊的进给速率密切相关，并随环件的尺寸、材料性能和轧制规程变化。本文探讨了基于动力有限元模拟的环轧过程控制策略，论述了刚粘塑性动力显式有限元的基本方法，以及环轧过程有限元模拟程序Ｈ－ＲＩＮＧ。介绍了一种环轧过程最优控制器的设计方法，该控制器可以使压力辊按要求的进给速率运动。     

动态有限元模拟与环轧控制策略

环轧过程控制的关键技术之一是轧制载荷的控制，轧制载荷与压力辊的进给速度密切相关，并随环件的尺寸，材料性能和轧制规程变化，本文探讨了基于动力有限元模拟的环轧过程控制策略，论述了刚粘塑性动力显式有限元的基本方法，以及环轧过程有限元模拟程序Ｈ－ＲＩＮＧ。介绍了一种环轧过程最优控制器的设计方法，该控制器可以使压力辊按要求的进给速度运动。     

Rigid–viscoplastic dynamic explicit FEA of the ring rolling process

A generalized energy functional describing rigid–viscoplastic dynamic deformation is newly proposed. The Lagrangian multiplier method and the penalty method are introduced to enforce the incompressibility condition into the functional, respectively. The rigid–viscoplastic dynamic explicit finite element equation is established by employing the functional, in which the penalty method is used to remove the restraint of incompressibility. Then the rate-type explicit time integration formulation is given by the central difference method. A rigid–viscoplastic dynamic explicit finite element code, H-RING, is developed for the analysis of ring rolling. The discussion is mainly focused on an investigation of the cause and elimination of fishtail defect in rectangular section ring rolling and the strain distribution in L-section profiled ring rolling. The constraint of guide rollers is also introduced into the calculation. The numerical analysis results are in good agreement with experiments in terms of geometrical changes and in load variation.     

隐式静力和显式动力有限元在轧制过程模拟中的应用

对隐式静力和显式动力弹塑性有限元的理论进行了分析 ,并将这两种算法应用于轧制过程的模拟计算中 ,计算结果基本相符。由于隐式算法需要迭代过程 ,并且需要调整迭代以便达到收敛的过程 ,计算效率不高 ,而显式算法不需要迭代过程 ,还可以采用质量缩放等技术 ,故计算效率较高     

Elastic-plastic finite element analysis of automotive body panel stamping processes using dynamic explicit time integration scheme

In this article, the elastic-plastic finite element formulations using dynamic explicit time-integration schemes are proposed for numerical analysis of automotive body panel stamping processes. A general formulation of finite element simulation for complex sheet forming processes with arbitrarily shaped tools is briefly introduced. In finite element simulation of automotive body panel stamping processes, the robustness and stability of computation are important requirements since the computation time and convergency become major points of consideration besides the solution accuracy due to the complexity of geometry and boundary conditions. For analyses of more complex cases with larger and more refined meshes, the explicit method is more time effective than the implicit method, and it has no convergency problem and has the robust nature of contact and friction algorithms, although the implicit method is widely used because of excellent accuracy and reliability. The elastic-plastic scheme is more reliable and rigorous, while the rigid-plastic scheme requires short computation time. The performance of the dynamic explicit algorithms is investigated by comparing the simulation results of forming of complex-shaped automotive body parts, such as a fuel tank and a rear hinge, with the experimental results. It has been shown that dynamic explicit schemes provide quite similar results to the experimental results. It is thus shown that the proposed dynamic explicit elastic-plastic finite element method enables an effective computation for complicated automotive body panel stamping processes.     

内沟槽环件辗压成形工艺模拟研究

针对异形截面环件壁薄、断面形状较复杂的特点,可用辗压工艺成形内沟槽环件。利用有限元数值模拟技术,研究了辗压过程中金属变形流动特点、成形规律等,并分析了轧制孔型、摩擦因数、进给速度对成形效果的影响。结果表明：采用辗压成形内沟槽环件,工艺过程简单;轧制孔型、摩擦因数对成形效果影响较大。     

有限元法分析控轧控冷厚板的截面效应

采用ANSYS／LS-DYNA显式动力学及ANSYS隐式有限元研究方法，分别模拟Q345钢50mm厚板的轧制及冷却过程，得出相应力学参数、温降曲线及瞬态温度场分布。结果非常明显地显示出控轧控冷过程中钢板沿厚度方向的不均匀程度，并进一步分析不同控轧控冷工艺对厚板截面不均匀性的影响。     

Use of a coupled explicit—implicit solver for calculating spring-back in automotive body panels

LS-DYNA3D, an explicit code, and LS-NIKE3D, an implicit code, have been coupled to facilitate the finite element (FE) modelling of sheet metal forming. The explicit FE code is used to model the forming process, in which the deformable blank contacts rigid tools. The implicit FE code is used to model the subsequent spring-back which occurs after the tooling is removed. In this way, the explicit code with its robust handling of contact during forming is combined with the implicit code and its large time steps during spring-back. The result is an efficient method for solving even very large (>20 000 deformable elements) sheet forming models. Three examples of the application of this method are given.     

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。     

显式动力学有限元法分析板宽对板带轧制压力分布的影响

显式动力学有限元法是分析大型接触问题的有效方法 ,近年来在分析板料成形及碰撞冲击问题方面得到了广泛的应用。本文介绍了显式动力学有限元法的特点及在板带轧制过程分析中的研究状况 ,阐述了其基本理论 ,并采用显式动力学有限元法模拟了板带轧制过程 ,模拟计算出的变形区轧制压力分布与实验结果吻合较好。     

内台阶截面环件轧制成形有限元模拟

基于Abaqus／Explicit提供的显式动力学有限元算法。建立了能反映内台阶截面环件轧制的边界约束模型,模拟了内台阶截面环件成形过程,对轧制过程中不同压下量的应力及等效应变变化进行了分析,并分析了在轧制过程中金属的流动特点,最后通过阶梯孔环件轧制实验,验证了轧制模型的可行性。