塑性加工中的一种广义有限元方法

目前的塑性加工三维有限元分析软件存在着不能直接进行优化设计的关键问题，严重制约了这些软件的应用效果。为解决此问题，比较分析了有限元法和上限元法的优、缺点，它们的缺点必须用含有更具体的专业基础理论的单元分析法才能克服，因而提出塑性加工的模型元分析法。初步说明模型元分析法的基本原理、解题思路，以及模型元分析法与有限元法、上限元法在同一环境中的互补关系，证明模型元分析法的适用性。指出模型元分析法是实现塑性加工分析软件智能化与优化设计功能的可行方法。     

自由曲面工件的连续高效塑性成形方法

将塑性成形方式划分为整体成形与局部成形两大类,又将局部成形划分为点成形、线成形与面成形三种类型。比较了不同类型成形方式的优、缺点,并探讨了模具成形与柔性成形、分段成形与连续成形的特点及主要区别。在此基础上,提出了自由曲面工件连续、高效、柔性成形的思路;进而提出了采用可弯曲、可调整柔性辊的多点滚压成形技术;开发出了自由曲面板类件柔性滚压成形装置,并给出了成形实验结果,验证了此构想的可行性与实用性。     

土体循环塑性模型的动力有限元分析

在简要介绍基于广义塑性力学的土体次加载面循环塑性模型与土体动力有限元分析原理与计算方法的基础上，将循环塑性模型的本构方程结合进土体的动力平衡方程中，用无条件稳定的隐式积分(Newmark)法求解动力方程，建立了基于循环塑性模型的土体有限元动力分析方法；编制了相应的弹塑性动力有限元程序，程序用FORTRAN语言编写，采用模块结构，可求解连续介质在平面应力、平面应变和轴对称情况下的动力反应问题；最后利用所编程序对水平自由场地的饱和沙层在基岩加速度作用下的动力响应问题进行计算分析。通过对孔隙水压力发展时程、加速度响应时程与剪应力响应时程等计算结果的分析比较，初步验证了模型与程序用于实际计算的可行性和可靠性。     

基于全量理论的一步成形正算法

在一步成形逆算法的基础上,提出了一步成形正算法来模拟金属板料冲压成形过程。先利用映射关系和面积坐标,得到一步成形正算法的空间初始解。再采用Newton-Raphson方法,基于全量理论在空间坐标系下进行迭代求解。迭代过程中使用接触搜索方法保证节点不会脱离零件工艺面。正算法的求解过程更加符合零件的成形过程,既保持了一步成形逆算法高效率的优势,又提高了算法的模拟精度。利用方盒件拉伸实验验证了本文算法的有效性。     

连续辊弯成形过程模拟研究

以现场典型产品为研究对象,模拟板带连续冷弯成形过程,基于有限元分析软件,开发冷弯成形过程仿真软件。ANSYS-LSDYNA显式动力学非线性模拟结果表明,冷弯成形过程第一部分型钢等效应力模拟平均值与实验值吻合,弯角变形区塑性等效应变随道次变化情况模拟结果表明,中间道次变形分配欠均匀,辊花工艺尚需优化。     

聚类分析算法在路面破损检测中的应用

聚类分析是一种定量研究分类问题的多元数据统计方法,它从数据分析的角度出发,利用样本点间的距离来衡量它们之间的相似性程度,从而达到分类的目的。结合图像分析的处理方法,介绍了聚类分析算法在路面破损检测中的应用。     

土工液塑限试验成果确定中的几种应用方法

采用回归分析法、最小二乘法、解析法分析液塑限试验数据 ,并编制了QBASIC程序 ,用计算机处理 ,由此确定出的液限、塑限值 ,这些方法较传统方法方便、快捷、准确 .     

有限元网格划分技术研究

以有限元方法为代表的数值模拟可以形象地描述金属在成形过程中的流动行为,提供变形体模具在成形过程中各种物理学场量的分布及变化规律,从而为模具设计提供依据。较系统地论述了有限元中几种网格划分技术,分析了各种网种生成方法的优缺点,并展望有限元网格划分发展趋势。     

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。     

地质流体热质输运动力学方程的混合有限分析法

热质输运 反应体系对于热质成矿、污物迁移等均十分重要 .该体系的数值计算和计算机模拟是其重要的一部分 .介绍了岩浆期后成矿作用动力学方程的混合有限分析法 ,得出了求解成矿作用动力学方程的六点隐式格式 ,并给出了简单的证明 .     

中心裂纹板塑性功因子的计算

推导了幂强化材料(Ramberg-Osgood)中心裂纹拉伸试样的塑性功因子ηp1的一个表达式,它可表示为强化指数n、幂率指数m因子和试样形状参数的函数;并基于弹塑性分析中塑性区的J积分表达式,利用有限元计算了ηp1的实际值.理论和有限元计算的ηpl值在裂纹长度/样本宽比等于0.45、0.5、0.55、0.6时吻合得较好,而局部偏差是由于对m因子的近似造成的.两种计算结果均表明,ηp1严格准确的计算范围为预定的裂纹长度/样本宽比等于0.45～0.70.     

用解析法和数值法对导线截面温度分布问题的探讨

运用解析法和数值法对导线的截面温度分布进行了求解,并绘制了这2种方法得到的温度分布曲线,分析了解析法和数值法对该问题的求解误差.     

Elasto-plastic analysis of masonry with anisotropic plastic material model

This paper establishes an anisotropic plastic material model to analyze the elasto-plastic behavior of masonry in plane stress state.Being an anisotropic material,masonry has different constitutive relation and fracture energies along each orthotropic axes.Considering the unique material properties of masonry,a new yield criterion for masonry is proposed combining the Hill’s yield criterion and the Rankine’s yield criterion.The new yield criterion not only introduces compression friction coefficient of shear but also considers yield functions for independent stress state along two material axes of tension.To solve the involved nonlinear equations in numerical analysis,several nonlinear methods are implemented,including Newton-Raphson method for nonlinear equations and Implicit Euler backward mapping algorithm to update stresses.To verify the proposed material model of masonry,a series of tests are operated.The simulation results show that the new developed material model implements successfully.Compared with isotropic material model,the proposed model performs better in elasto-plastic analysis of masonry in plane stress state.The proposed anisotropic model is capable of simulating elasto-plastic behavior of masonry and can be used in related applications.     

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.     

解析法化简控制系统传递函数方框图的研究

在经典控制理论中,传递函数方框图化简的常用方法有等效变换法和Mason增益公式法。对于复杂系统的传递函数方框图,等效变换法化简步骤繁琐,Mason增益公式法根据信号流图求传递函数不易理解。提出了一种传递函数方框图化简的解析办法,该方法用解析方程或方程组的形式表示系统输入、输出的关系,是等效变换法和Mason增益公式法的一个很好补充,具有较强的实用性。     

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．     

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。     

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     

基于解析方法的三相异步电动机槽型设计

利用CAD软件拼凑三相异步电动机定、转子槽型的设计方法具有一定的盲目性,提出了一种解析方法对三相异步电动机一类特殊的定、转子槽型进行设计.用此方法设计出鼠笼型三相异步电动机,并用磁场分析软件Magnet进行仿真分析,将电机定子轭部磁密及齿部磁密、气隙磁密、转子轭部磁密及齿部磁密的设计值与磁场仿真后得到的磁密值做对比,结果表明,两者十分吻合,从而验证了所提出方法的正确性.因此,该方法可作为同类槽型设计和优化的理论依据.     

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.