基于动态显式算法的冲压过程仿真

对冲压过程仿真中采用的动态显式算法进行了阐述，利用Dynaform提供的动态显式算法，对油箱体和微电机端盖进行了冲压动态模拟，说明动态显式算法对大型冲压件或复杂冲压件冲压过程仿真的可靠性。     

有限元仿真技术在板材成形中的应用

有限元仿真技术具有很强的经济性和柔性，已广泛应用于汽车钢铁工业领域。文中论述了板材成形有限元仿真分析的关键技术及其研究进展，并采用动力显式有限元软件ＬＳ－ＤＹＮＡ对轻型车侧围后外板零件冲压成形过程进行了仿真计算，分析了变形过程的金属流动规律。     

基于动态显式算法的薄板冲压成形回弹量工程估算研究

采用动态显式算法仿真了LDH (LimitingDomeHeight)实验的成形与回弹过程 ,确定了冲压后薄板回弹量与压边力、材料特性和冲压高度之间的关系曲线 ,分析了脱模前成形件内的能量和等效应力 ,以及脱模后由于成形件发生回弹导致的薄板内能量和等效应力的变化情况。计算结果表明 ,纯显式算法对于回弹量的计算是可以保证一定精度的。     

板料成形动力显式有限元模拟

本文论述了板料成形过程计算机模拟的动力显式算法, 包括退化四节点壳单元应用、有限元计算模型建立及显式时间积分方法等, 给出了作者所做的一个仿真计算实例以及实验比较     

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.     

半球形凸模拉深过程的动力显式有限元分析

本文基于连续介质力学及有限变形理论 ,建立了用于三维板料成形过程分析的有限元模型 ,开发了动力显式算法的板料成形过程模拟的有限元分析程序DESSFORM3D。采取集中质量矩阵 ,用动力显式积分的方法 ,使位移计算显式化 ,避免了由材料、几何、边界条件等高度非线性因素引起的计算收敛问题。对半球形凸模拉深过程进行模拟计算 ,并把模拟结果与实验结果进行对比 ,验证了软件的计算结果     

薄板深拉延成形有限元仿真

板材成形有限元仿真采用虚拟制造技术反映模具与板材之间的相互作用以及板材实际变形的全过程，有助于推动生产的快速化和设计的智能化。汽车企业通过对板材成形过程的有限元仿真可确定钢板性能参数范围和冲压工艺参数范围，以保证生产的稳定性。采用动力显式有限元软件LS-DYNA，对上海宝钢St14—T冷轧薄板的深拉延成形过程进行了仿真计算，分析了变形过程的金属流动规律。     

LY12半球形件拉深成形过程的动力显式有限元模拟

基于连续介质力学及有限变形理论，建立了用于三维板料成形过程模拟的有限元模型，开发了动力显式算法的板料成形过程模拟的有限元分析程序DESSFORMM3D。最后，用笔者新开发的动力显式弹粘塑性有限元程序对不同压边情况下半球形件的拉深过程进行分析，并把数值结果与实验结果进行对比，验证了软件的计算结果。     

覆盖件冲压加工中回弹预测的研究

在分析覆盖件冲压成形过程及回弹特点的基础上，基于静力隐式与动力显式相结合的混合算法，从回弹过程的实际状态出发提出并实现了采用双重收敛判据的“有模一无模”的分阶段回弹预测方法，通过算例与现有ANSYS软件分析及实验结果的比较，验证了该方法的有效性。     

弯曲工位模具的虚拟仿真设计的研究

在板料冲压弯曲成形中,由于工件形状比较复杂,且成形过程受材料性能、冲压力和速度等诸多因素的影响,在模具设计时难以计算其回弹量.本文借助ANSYS/LS-DYNA模块,对成形过程进行了显式动力学分析,模拟了其冲压成形过程,计算和仿真了冲压成形过程中的应力和变形状态;在此基础上进行了隐式静力学分析,模拟了其回弹过程,计算和预测了卸载后的回弹量,为精确设计冲压弯曲模具做了有意义的探索.     

钢板刚度特性的影响因素

刚度属于冲压件的使用性能，是弹性范围内抵抗外力载荷的能力。关于冲压件刚度的影响因素，至今没有明确的结论。本文创造性地以原始钢板为研究对象，利用动力显式有限元仿真软件，分析了不同厚度、不同强度钢板的刚度特性，揭示了厚度、强度、弹性模量、泊松比等因素对钢板刚度的影响因素，从而为揭示冲压件刚度特性的影响因素奠定了良好的基础。     

基于全量理论的体积成形快速模拟算法研究

基于全量理论,提出一种新的体积成形快速有限元模拟方法。该方法采用刚塑性本构模型,以罚函数处理体积不可压缩条件,考虑几何非线性问题,以简化的等效形式处理外力边界条件。基于约束变分原理,推导出全量有限元计算方程。运用该方法对镦粗成形过程进行了一步正向模拟,得到了坯料内部的应变场和应力场,并且与增量有限元方法计算结果进行了比较。结果表明,该方法计算结果可靠,计算效率显著提高。     

挤压过程自适应耦合无网格-有限元法数值模拟

提出面向金属体积成形过程的自适应耦合无网格-有限元法,阐述了实现自适应耦合的具体算法,及有限元区域与无网格区域的双向动态转换。在数值计算过程中,对发生畸变的有限元区域,将其转换为无网格区域;对已经脱离主变形区的无网格区域,将其转换为有限元区域。该方法保证了只在需要的地方实施无网格法,既能避免有限元法带来的网格重划分,又能有效克服纯无网格法计算效率低下的缺陷,充分发挥耦合方法的优势。采用自适应耦合方法对轴对称复合挤压过程进行数值模拟,与有限元法计算结果对比,验证了该方法的正确性和有效性。     

工业纯钛TA2室温蠕变条件下裂纹尖端的参量表征与估算

通过试验、理论分析和有限元模拟对工业纯钛TA2室温蠕变条件下裂纹尖端应力应变场的参量表征及估算进行了研究。试验研究表明,在室温条件下,工业纯钛TA2存在明显的第1阶段蠕变现象。理论分析和有限元模拟表明,对TA2裂纹体进行保载时,裂纹尖端的应力应变场为HRR场,提出采用与时间相关的J积分来表征,并给出了估算方法。通过有限元计算,获得了TA2室温蠕变条件下CT试样的时间相关J积分值,论证了采用J积分来表征室温蠕变条件下TA2裂纹尖端应力应变场的合理性。将有限元计算与估算方法获得的J积分进行了比较,验证了估算方法的有效性和准确性。     

棒线材多道次轧制过程的静力隐式有限元模拟及模型优化

借助有限元分析软件MSC.Marc,采用三维热机耦合有限元模型和静力隐式算法,对多道次连轧稳态轧制过程进行模拟分析。模型中轧辊间距采用真实尺寸。基于静力隐式算法的特性,在优化模型中引入刚性推动体,实现模型的简化。比较优化前后两种有限元模型的模拟结果及参数,表明该文所建立的优化模型可以在保证较好的计算精度前提下,显著地提高运算效率。应用优化模型模拟粗轧六道次连轧过程,温度变化模拟结果与实际测量结果吻合较好。     

A 3D FE model with plastic shot for evaluation of equi-biaxial peening residual stress due to multi-impacts

A 3D multi-impact finite element (FE) model for evaluation of peening residual stress is presented. Combined peening factors by Kim et al. are applied to the 3D symmetry-cell originally contrived by Meguid et al. To describe the feature of multi-impacts, concepts such as FE peening coverage, impact sequence and cycle-repetition are introduced. We successfully extracted the equi-biaxial stress from the simulations of diverse single-cycle and multi-cycle impacts. At four impact locations of FE symmetry-cell, surface and maximum residual stresses converge to equi-biaxial stress, and convergence improves with the number of repetitions of cycle. Impact velocity needed for comparing the FE solution with the XRD result is determined from the Almen arc height and coverage. It is further found that the simulation set with plastic shot produces residual stress consistent with the experimental XRD result.     

全纤维曲轴锻件曲柄臂平衡块安装面形状数值模拟

采用弯曲镦锻法锻造中高速柴油机曲轴时,曲轴锻件曲柄臂安装面极易出现塌角缺陷。针对平衡块安装面为平面类型的曲柄臂,以16V240曲轴为研究对象,设计了4种平衡块安装面形状的曲柄臂锻件,并采用有限元法模拟了16V240曲轴锻件4种方案的RR法镦锻成形过程。从镦锻过程金属坯料的流动速度和速度矢量方向两个方面讨论了4种平衡块安装面形状对曲柄臂锻件成形质量的影响,模拟结果表明,设计为收敛形状的平衡块安装面在锻造过程中能有效避免塌角缺陷。根据方案4的模拟结果优化设计了模具并进行了曲轴单拐的挤压实验,实验结果与数值模拟结果基本一致。     

Application of laser stereolithography in FE sheet-metal forming simulation

This paper describes a new method developed by authors, by which the results of FE simulation in sheet-metal forming operations can be output as 3-dimensional substantial objects, where previously it could only be done with computer graphics. The system employed in this method is a kind of laser stereolithography system added with interface software to FE data. This method is being used to confirm the design of dies and to analyze successfully problems that may arise during the forming process.     

复杂形状钛合金热成形零件工艺仿真及参数优化研究

文章针对某型飞机复杂形状钛合金唇口零件的热成形工艺仿真,提出适当的简化假设,将热成形过程近似为普通冲压,使冲压分析数值模型方便应用于热成形分析中。以eta/DYNAFORM为平台,对TC2钛合金唇口零件的热成形过程进行了数值分析,通过模面设计、毛料形状与成形温度、压边力等工艺参数的优化,试冲获得了满意的成形结果,并指导实际生产。将计算结果与实验对比,计算结果较准确地预测出了实验结果,验证了数值分析方法的实用性与准确性。     

大高径比空心锻件冷挤压成形工艺分析及有限元仿真

采用冷挤压与冲裁相结合的新形工艺方法成形大高径比空心锻件，不仅大大提高生产效率，而且产品性能也远远高于热锻产品。通过有限元对整个变形过程的模拟，可动态观察整个变形过程应力、应变以及速度场的变化情况，从而为金属塑变过程流动规律的分析提供强有力的理论支持，并为优化工艺方案提供参考依据。实验结果同有限元仿真结果的很好吻合，不但充分证明该工艺方案的可行性，而且为该类零件的生产提供一种新思路。