任意模具形状的金属三维体积成形过程刚塑性无网格RKPM分析方法

将无网格方法引入三维金属体积成形分析,在给出基于刚塑性流动理论的三维无网格再生核质点方法及其基本理论方程的基础上,为了提高分析系统的通用化和自动化,采用网格法来描述任意形状的三维模具型腔曲面,给出了三维无网格法数值模拟系统中动态接触边界自动处理的非线性接触算法,实现了任意模具形状的三维体积成形过程的无网格法数值模拟。对上模为半球形的三维立方体塑性变形过程进行了数值模拟,并与三维刚塑性有限元体积成形商品软件Deform3D的计算结果作了比较,验证了本文方法的正确性。     

基于金属刚塑性/刚粘塑性不可压缩材料的无网格RKPM法

文章将刚塑性/刚粘塑性流动理论与再生核质点方法(RKPM)相结合,提出了基于刚塑性/刚粘塑性不可压缩材料的无网格RKPM法,进一步拓展了无网格RKPM法的应用范围。分别采用边界奇异权法和修正的罚函数法处理本质边界条件和体积不可压缩条件,推导了金属塑性成形过程无网格RKPM法数值模拟的刚度方程,给出了关键算法。对平面应变镦粗过程进行了数值模拟,并将模拟结果与刚塑性有限元体积成形商品化软件Deform 2D计算结果作了比较,二者吻合良好,表明了该文方法的正确性和有效性。     

基于无网格法的板料成形数值模拟的研究探索

叙述了有限元法在模拟板料成形过程中所采用的算法和存在的问题,介绍了无网格法的基本原理、研究现状和应用领域,论述了将无网格法应用于板料成形过程模拟的可行性。     

塑性成形数值仿真精度的提高途径

探讨提高塑性成形数值仿真精度的途径,理论上介绍了塑性成形数值仿真中材料的非线性、摩擦边界条件和动态接触边界的处理等问题.给出常用于有限元分析的金属材料模型;对比划分网格不良和优良条件下的材料变形和温度模拟的差异、不同接触条件下金属变形的差异,并讨论网格重划分过程中金属体积的损失,利用实例证明塑性成形数值仿真在工业中的成功应用.     

从流体力学的角度研究金属塑性成形

现有的金属塑性力学理论在许多方面与实际存在着差异。本文阐述了流体与金属塑性成形的某些共性 ,并从流体力学的角度研究了金属塑性成形的可能性 ;根据流体运动学分析了圆柱体被镦粗时金属的动态流动情况并解释了实际生产中大型饼形件呈现内裂层缺陷的运动学原因 ;对塑性成形原理中传统相似理论之不足进行了分析 ,导出小试件对大锻件无直接模拟的可能性的结论。本文对研究应用金属塑性成形理论有一定的意义。     

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.     

无网格法及其在金属塑性成形中的应用*

介绍了SPH, RKPM和EFG等几种无网格法的研究进展及其在金属成形问题中的应用情况, 以及无网格法在求解过程中与有限元的主要区别, 最后以平面应变镦粗过程为例, 并和有限元法对比, 说明无网格法在求解金属成形大变形问题中的优越性和存在的主要问题, 并提出今后发展的方向。     

无网格法分析板料成形过程的关键技术及难点

结合国内外无网格法的最新研究动态和板料成形过程的特点，从模型的建立、近似函数和离散原理、材料本构关系、接触摩擦问题、边界条件的处理五个方面叙述了用无网格法来分析板料成形过程的关键技术和难点。与有限元法比较，无网格法具有近似函数没有网格依赖性，自适应性强，前后处理简单等优点，同时无网格法的研究才刚刚起步，在严格的数学论证，计算效率，边界条件的处理和大量的应用实例等方面还不成熟。因此，将无网格法应用于金属板料成形过程的研究具有广阔的发展前景。     

无网格法及其在金属成形中的应用综述

对无网格方法的定义、分类以及无网格方法在金属成形中的应用进行了综述。无网格方法主要根据函数近似方案和离散方程进行分类。函数近似方案是无网格方法的基础,函数近似方案的近似特征、近似精度和近似效率对无网格方法的分析计算能力具有重要影响。无网格法虽然不如有限元方法成熟,但是其具有很多有限元方法不具备的优点,如：近似函数没有网格依赖性、基函数可以包含反映问题特性的函数系列、采用紧支函数的无网格法具有带状稀疏系数矩阵等。由于无网格法对非线性问题的强大求解能力,使其在金属成形领域具有广阔的应用前景。     

刚塑性无网格伽辽金方法及其在金属塑性成形数值模拟中的应用

分析了无网格方法的优点以及其在金属塑性成形过程数值模拟中的应用,结合刚塑性材料条件的假设,介绍了基于刚塑性理论的无网格伽辽金方法,运用不完全广义变分原理,采用罚函数方法引入体积不变条件,给出了其刚度矩阵方程和求解列式.平面应变锻造过程的数值算例表明无网格Galerkin方法是处理大变形畸变问题的一种有效方法.     

刚塑性无网格伽辽金方法近似方案研究

研究了最小二乘近似、再生核质点近似、径向基函数近似以及一致径向基函数近似等方案的近似特点,并将其应用于金属塑性成形过程刚塑性无网格伽辽金分析中。采用变换法修正速度场近似,采用反正切摩擦模型施加摩擦边界条件,结合金属刚塑性流动理论,建立了刚塑性无网格伽辽金方法,并分析了各近似方案在金属塑性成形过程分析中的应用特点和前景。通过典型函数近似和塑性成形过程的模拟近似,获得了关于各近似方案近似能力和在成形过程分析中应用的一些结论。     

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。     

Characteristics of tee tube forming deformation zone using plastic pressure-building medium

An unconventional forming process using plastic pressure-building medium is presented to manufacture tee tube. A special experimental device was designed and built, and a three-dimensional rigid-plastic FEM code was developed to simulate the forming process. On the basis of the results of FEM simulation and experimental research, the plastic deformation of tee tube is divided into five different zones, which reveals the characteristics of metal deformation during the unconventional forming processes.     

刚塑性无网格方法中精度影响因素的研究

将无网格方法引入金属塑性成形过程分析,基于刚塑性材料假设,采用移动最小二乘法对速度场进行逼近,利用变换法施加本质边界条件,实现了金属塑性成形过程的无网格方法模拟。在此基础上,结合典型锻造过程分析实例,重点研究了应用无网格方法分析金属塑性成形问题时,诸如:基函数、正交化与否、权函数、权函数影响域大小、积分方案、高斯积分阶次、节点分布密度以及针对体积闭锁问题而提出的体积应变率映射方法等对于模拟精度和效率的影响规律,给出了提高无网格模拟精度和效率的影响因素的选择方法。     

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。     

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.     

圆柱体平板间镦粗的热力分析

金属塑性成形是一种典型的热力耦合过程 ,本文在推导塑性成形过程中温度场控制方程的基础上 ,探讨了成形过程中的势力耦合效应。运用有限元方法 ,对弹塑性圆柱体平板间镦粗过程中温度场和等效应变场的变化规律进行了数值模拟 ,讨论了成形速度和坯料初始温度对成形过程的影响。     

轴对称塑性成形过程数值模拟的可视化

本文将塑性有限元法及计算机可视化动画技术应用到轴对称件塑性成形加工过程的数值模拟中 ,用颜色的改变表示金属毛坯内部各区域的应力或其它场变量值在成形过程中的变化情况 ,实现了在计算机的屏幕上以动态变化的图像来模拟塑性加工中金属毛坯的变形过程 ,取得了良好的效果。     

塑性成形过程摩擦测试的研究进展

摩擦是影响金属塑性成形及其过程有限元模拟的重要因素 ,因此有必要对其测试方法进行研究。本文介绍塑性成形过程摩擦测试研究方法和测试技术的研究现状与进展 ,并对模拟试验法和直接测量法各自的特点进行了分析。作者设计出一种新型的探针传感器 ,开发出了铝合金板料温成形过程摩擦在线检测系统 ,并对铝合金板(5 182 )圆筒形件温成形过程进行了摩擦测试。     

轴承定位套热锻成形问题的无网格SPH法分析

基于配点型无网格理论和紧支试函数加权残量法理论基础,构造了满足一致性条件的核近似函数,在域内及域边界上节点满足平衡方程及力和位移边界条件的基础上,寻找稳定方案,并建立了三维弹塑性SPH模型。将所建模型运用到某重装企业的轴承定位套锻件生产研究中,对热锻过程中的材料特性参数、锻件尺寸参数等进行了全面的SPH法和FEM法模拟,通过与实验数据的对比分析,验证了SPH模型的正确性和SPH法在分析金属塑性成形过程的优越性,对实际生产具有一定的参考价值。