基于三角形膜单元的钣金成形有限元逆算法

以三角形膜单元为基础，推导了精度较高的有限元逆算法．算法中考虑了摩擦、压边力、拉延筋等实际工艺条件，并实现了计算机程序．利用此程序可以计算出与冲压件相对应的毛坯的展开形状，冲压件最终的应力、应变分布和厚度变化率等信息．以锥形盆为例，验证了根据有限元逆算法设计的毛料展开程序在毛料展开中的有效性和精确性．实例分析表明在工程允许精度范围内，有限元逆算法可对板料成形工艺方案进行快速评价，优化冲压工艺参数，是一种有效的钣金展开算法．     

汉字系统平面三角形单元有限元程序设计

本文介绍了平面三角形单元有限元分析的计算过程及其汉字系统的程序设计,并给出了计算实例。运行结果表明,使用本文研制的软件可以快速而有效地完成平面有限单元的分析工作.     

钣金成形模具系统的设计与应用

钣金成形特性的模具,在成形这一流程内,凸显了其重要价值。钣金特有的这种模具,应当与预设的精度契合,能够拓展原有的寿命时段,且耗费的制造成本低。在设计及制造这一模具的时候,应考虑选出来的零件状态,选出适宜特性的模具架构以及对应情形下的制造方式。这样做,才会限缩模具成本,提升竞争力。     

薄板成形数值模拟一种有效单元模型

将离散Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ理论平板弯曲单元和薄膜单元的组合模型引入到弹塑性有限变形的虚功率增率型原理中。采用Ｈｉｌｌ厚向和向异１性屈服函数，模拟了韧性金属板材液压胀形过程的分叉失稳以及后继变形局部化的演化过程。     

用于锻压模拟的动力项调整准逆算法

实体成形过程的数值模拟如锻压过程的模拟，由于所采用的算法导致很高计算代价，所以提高计算效率和稳定性，仍然是一个需要努力解决的问题．通常采用的两大类算法，即准静态隐式算法和动力显式算法。难以很有效地应用于这类问题的模拟，基于Newmark类的动力问题算法也会导致庞大的计算量．针对这类问题提出一种特定的算法．该算法基于准静态模型，又加入动力调整项．该方法使用动力项调整加强了刚度矩阵的对角线元素，因而可以使用一种准逆算法代替传统技术求解线性方程组．由于求解代价的显著降低，可以使用显式Runge-Kutta方法进行模拟过程的时间积分．这一方法预计可用于以合理的代价实现锻压过程的稳定和可靠模拟．     

三角形矩阵的一个求逆公式

本文给出了上(下)三角形矩阵的一个求逆公式.     

六节点三角形单元预测瓦斯含量研究

为提高预测瓦斯含量的精度,利用六节点三角形有限单元法进行预测.通过理论推导,构建了采用六节点三角形单元法预测瓦斯含量的计算模型,根据计算模型编制了C++语言计算程序,并应用于大平矿区瓦斯含量预测.预测结果与实测瓦斯含量相比较表明,六节点三角形单元模型预测瓦斯含量的误差为-10.07%～8.06%,比三节点三角形单元模型预测误差-19.4%～8.79%小.因此,应用六节点三角形单元模型能够有效提高瓦斯含量预测精度.     

用于锻压模拟的动力项调整准逆算法

实体成形过程的数值模拟如锻压过程的模拟,由于所采用的算法导致很高计算代价,所以提高计算效率和稳定性,仍然是一个需要努力解决的问题.通常采用的两大类算法,即准静态隐式算法和动力显式算法,难以很有效地应用于这类问题的模拟,基于Newmark类的动力问题算法也会导致庞大的计算量.针对这类问题提出一种特定的算法.该算法基于准静态模型,又加入动力调整项.该方法使用动力项调整加强了刚度矩阵的对角线元素,因而可以使用一种准逆算法代替传统技术求解线性方程组.由于求解代价的显著降低,可以使用显式Runge-Kutta方法进行模拟过程的时间积分.这一方法预计可用于以合理的代价实现锻压过程的稳定和可靠模拟.     

板料成形数值模拟有限元求解策略

正确选择板料成形数值模拟有限元方程的时间积分方法是成形模拟成功与否的关键技术之一。本文阐述了板料成形数值模拟有限元求解方法的三种格式，即静力隐式算法、动力显式算法和静力显式算法，并对这三种求解格式进行了论述和比较。在此基础上，探讨了在板料成形模拟中如何选择有限元算法进行可靠、高效的有限元分析。     

改进的Allman无零能模式平面三角形单元

基于原始的带有旋转自由度的Allman单元,从转动分量定义出发,对原始的Allman单元泛函位能Ⅱp进行了一些修正,推导得到了一个新的单元.该单元成功地消除了Allman单元的主要缺陷--多余零能模式,同时保持了该单元的优点:列式简洁、精度高,给出的算例证实了改进单元的良好特性.     

一种基于有限元仿真的板料成形极限预测方法

从成形极限图试验中观察得到了板料发生缩颈的2条判断准则：1．板料发生缩颈时凸模与板料接触力出现峰值；2．缩颈区域应变路径向平面应变状态发生突变，在有限元仿真软件中建立成形极限图试验的模型，对不同尺寸的试件进行仿真，根据以上2种准则可以得到在不同应变状态下的缩颈应变成形极限和应力成形极限．在二维坐标系里标出得到的极限点并连成曲线，即为用有限元仿真方法得到的板料应变成形极限图（Forming Limits Diagram-FLD）和应力成形极限图（Forming Limit Stress Diagrmn-FLSD）．通过与理论计算方法和试验方法得到的结果对比发现用该方法得到的FLD以度FLSD比理论推导出的更接近试验得到的数据．     

一种基于有限元仿真的板料成形极限预测方法

从成形极限图试验中观察得到了板料发生缩颈的2条判断准则：1.板料发生缩颈时凸模与板料接触力出现峰值;2.缩颈区域应变路径向平面应变状态发生突变.在有限元仿真软件中建立成形极限图试验的模型,对不同尺寸的试件进行仿真,根据以上2种准则可以得到在不同应变状态下的缩颈应变成形极限和应力成形极限.在二维坐标系里标出得到的极限点并连成曲线,即为用有限元仿真方法得到的板料应变成形极限图（Forming Limits Diagram,FLD）和应力成形极限图（Forming Limit Stress Diagram,FLSD）.通过与理论计算方法和试验方法得到的结果对比发现用该方法得到的FLD以及FLSD比理论推导出的更接近试验得到的数据     

韧性断裂准则在板料成形中应用研究进展

对板料成形中的成形极限应力图、最大变薄率、成形极限图以及韧性断裂准则等预测成形极限的方法进行了综述和分析,提出了利用韧性断裂准则能够较好地预测塑性差的板料成形极限,而且还能考虑应变路径的变化.利用有限元方法模拟时,韧性断裂准则既可以运用到完全耦合的弹塑性损伤模型的增量方法中,也可以运用到一步有限元逆算法中.指出了为准确地预测成形极限,除了提高有限元模拟精度外,应找到一种本质地反映材料性能的准则.     

板材多点成表时复杂边界条件的研究

给出了多点成形时非连续接触边界及库化磨擦边界条件的处理方法,引用经典的J2流动理论研究了马鞍面的多点模具和多点压机成形时金属的流动规律。     

有限元多晶体模型模拟铝板多点成形过程

采用有限元多晶体模型对板材多点成形过程进行了数值模拟研究。利用开发的ＦＥＰＭ软件系统,预测出典型曲面铝板多点模成形结果,给出无弹性垫和使用弹性垫两种变形条件下的等效应力场、等效应变场和平均应力场等,并与实验结果进行了比较。     

板材多点成形过程中成形力的数值模拟

基于动力显式有限元格式,给出了多点成形中成形力的计算公式。对不同材料、不同厚度的圆柱面、球面及马鞍面三种典型形状的成形力进行了数值模拟,分析了成形力的变化过程及影响因素。结果表明:在成形过程中,随着基本体与板料接触数目的增多,成形力会越来越大。厚板成形、硬质材料成形时都将需要较大的成形力。由于变形的复杂性,成形双向曲率的目标面时所需的成形力明显高于单向曲率。这些结果对于选择多点成形设备、更好地控制板材多点成形过程以减少成形缺陷具有重要的指导作用。     

Numerical simulation and experimental investigation of incremental sheet forming process

In order to investigate the process of incremental sheet forming （ISF） through both experimental and numerical approaches, a three-dimensional elasto-plastic finite element model （FEM） was developed to simulate the process and the simulated results were compared with those of experiment. The results of numerical simulations, such as the strain history and distribution, the stress state and distribution, sheet thickness distribution, etc, were discussed in details, and the influences of process parameters on these results were also analyzed. The simulated results of the radial strain and the thickness distribution are in good agreement with experimental results. The simulations reveal that the deformation is localized around the tool and constantly remains close to a plane strain state. With decreasing depth step, increasing tool diameter and wall inclination angle, the axial stress reduces, leading to less thinning and more homogeneous plastic strain and thickness distribution. During ISF, the plastic strain increases stepwise under the action of the tool. Each increase in plastic strain is accompanied by hydrostatic pressure, which explains why obtainable deformation using ISF exceeds the forming limits of conventional sheet forming.     

Process of back pressure deep drawing with solid granule medium on sheet metal

The experimental die apparatus of the solid granules medium forming on sheet metal was designed and manufactured.Typical parts,such as conical,parabolic,cylindrical and square-box-shaped components,were successfully trial-produced as well.According to the analysis of the changing trends of the cross-section shape and the wall thickness during the process,it can be found that the shape of the free deformation zone of the sheet metal,which is the most critical thinning area,can be described as an approximately spherical cap.According to this forming feature,back pressure deep drawing technology with solid granules medium on sheet metal was proposed to restrain drastic thinning at the bottom of the part through the joint friction effect of solid granules medium,the back pressure tringle and the sheet metal.Therefore,the deep drawing limit of the sheet metal is significantly improved.In order to fabricate thin-walled rotary parts with great drawing ratio and complex cross-sections,a finite element model based on the material property test of the solid granules medium was established to optimize the scheme of the back pressure deep drawing.The effects on the forming performance of sheet metal from back pressure load and the approach of blank holding control were analyzed through this model.     

金属板料二次成型的有限元分析

为了实现同台压力机加工多品种、多型号的板料,大型板料的成型采用同机分步成型,通过采用板料成型动力显式有限元模拟,采用四节点退化壳单元对板料进行离散化,利用中心差分法离散时间域,建立动力显式计算格式,采用罚函数法和修正库仑定理计算接触力和摩擦力.对二次成形过程,建立有限元分析计算模型,通过Dynaform软件仿真得出同机分步成形法的可行性.