焊接凝固裂纹三维数值模拟与预测系统的前处理设计

设计了三维焊接凝固裂纹的数值模拟与预测软件系统,使普通的焊接技术人员可以简便地实现焊接凝固裂纹的数值模拟与预测.系统由三部分组成:前处理,后处理和凝固裂纹预测部分.其中系统的前处理可以帮助用户选择接头类型,对接头进行网格剖分,输入材料性能参数、焊接工艺条件以及力学边界条件等,并自动以MSC.Marc命令流的形式存储成MSC.Marc的过程文件.依据生成的过程文件,自行连接MSC.Marc有限元软件,对焊接凝固裂纹的温度场和应力、应变场进行数值模拟计算,并存储模拟结果,为后处理做准备.     

复杂铸造工艺装配体有限元网格划分关键技术研究

铸造CAE技术是预测铸造缺陷、改进铸造工艺的有效方法,但其应用推广仍受到有限元网格划分技术的制约,许多复杂铸造工艺因为无法顺利地生成出合格的有限元网格而不能进行铸造CAE计算分析。本文提出了一种适用于任意复杂铸造工艺的有限元网格生成方法,并详述其中用到的关键技术和方法,包括隐式曲面几何描述方法、有限元网格尺寸智能化计算方法,以及有限元网格自动生成和网格质量优化方法。基于此算法,开发了有限元四面体网格划分前处理模块,能够为复杂铸造工艺的几何模型一键生成合格有限元网格,为铸造CAE技术的进一步推广和应用提供重要的技术保障。     

金属体积成形过程有限元模拟中六面体网格重划技术的研究

针对金属体积成形过程有限元模拟中的网格重划问题,提出了基于边界构形的有限元网格重划技术,并对其中的一系列技术处理进行了详尽的讨论,将该技术应用于矩形块体镦粗过程的有限元模拟中,较好地解决了六面体网格重划问题。     

基于映射法的三维有限元网格自动划分

网格自动划分技术是金属成形过程有限元分析的关键环节之一。本文对基于映射法的三维有限元网格自动划分过程进行了深入研究,详尽分析了相应的处理技术和算法,开发了适用于复杂形体的三维有限元网格划分的通用软件,并给出该软件的若干应用实例。     

二维有模成形自适应数值模拟系统

本文给出完整的二维有模成形自适应数值模拟系统。该系统包括三个主模块,即有限元前处理、自适应有限元分析及有限元后处理。通过自适应网格生成实现了“三位一体”化,并用法兰成形实验验证了此系统的实用性及可靠性。     

基于ANSYS齿根裂纹对斜齿轮接触应力影响分析

为了探究齿根裂纹对斜齿圆柱齿轮接触应力的影响,建立斜齿轮啮合三维有限元模型,并基于手工分区控制网格划分策略对模型进行静态接触应力的仿真分析,通过与理论计算结果对比证实了此有限元方法的准确性;进而对斜齿轮有限元模型引入齿根裂纹,分析有裂纹和无裂纹两种运行状态下动态接触应力变化情况,结果表明:齿根裂纹使斜齿圆柱齿轮的最大接触应力波动加剧,断齿故障的发生概率增大。     

基于UG二次开发的单晶涡轮叶片浇注系统建模

单晶涡轮叶片的制备通常采用定向凝固技术在真空炉中进行,适用于单晶凝固模拟的有限元模型结构复杂,前处理难度大。针对此问题,基于UG二次开发实现了单晶涡轮叶片浇注系统的参数化建模,简化复杂浇注系统的设计工作,提高建模效率和准确性。参数化建模同时会自动消除浇注系统各部分的重合面,从而在网格剖分时避免交错面的产生,减少网格错误,节省前处理时间。     

链轨节锻造过程的有限元分析

本文介绍刚一粘塑性有限元法的基本理论,进一步完善曲线边界条件的处理、网格再划分等若干具体技术问题。这些具体技术适用于任意形状模具锻造过程的有限元分析。编制了两维通用有限元模拟系统。该系统可以方便地用来分析任意两维锻造问题(轴对称和平面变形问题)。并用该系统分析了推土机链轨节的锻造过程,指出了改进现行工艺的途径和方法。     

基于UG的汽车覆盖件冲压CAPP/CAE集成系统的研究

对UG环境下汽车覆盖件冲压CAPP/CAE集成系统进行了研究,重点探讨了有限元网格的生成、数据模型转换以及后置处理相关技术.通过自行编制的模型转换程序,实现了有限元模型在CAD系统和CAE系统间的方便快捷的相互转换.应用实例表明,该系统可以进行快速的优化设计和成形性模拟,解决汽车覆盖件自适应工艺设计的优化问题,提高工艺设计的效率和质量.     

金属三维挤压成形过程数值模拟的若干关键技术

推导了采用六面体等参单元网格划分的金属三维挤压成形过程数值模拟中的摩擦力功率泛函在局部坐标系的一阶和二阶偏导数的表达式 ,提出了有效的三维六面体网格划分和网格质量控制技术处理方法。以此为基础 ,建立了三维刚塑性有限元数值模拟系统和六面体网格再划分系统。方坯料反向挤压过程数值模拟的结果与实验非常吻合 ,验证了所推导的公式和开发的系统 ;圆坯料侧向挤压过程的模拟验证了提出的网格质量控制技术的第三种方法。     

DEVELOPMENT AND APPLICATION OF ADAPTIVE MESH TECHNIQUE IN THREE DIMENSIONAL NUMERICAL SIMULATION OF WELDING PROCESS

1.IhtroductionNumericalsimulationofweldingprocesshasbeenoneofthemajortopicsinweldingresearchforseveralyears.AmongmostoftheqUantitiesthestudyofweldingstressattractgreatnit..,tlll23.TheresultsofsimulationscanbeusedtoeXPlainthephysicalessenceofsomecomplexphenomenainweldingprocessexplicitlyandalsocanbeusedasthebasisforoptidrizingtheweldingpacketers.Therefore,numericalsimulationofweldingprocesshasgreatsignificanceinboththeoreticalandpracticalaspects.Itisalsoanimportantmethodtooptimizetheweldingpa…     

Nonlocal approach in evaluating strain localization behaviors of voided ductile materials

Finite element analysis of the strain localization behaviors of a voided ductile material has been performed using a non-local plasticity, in which the yield strength depends on both an equivalent plastic strain measure (hardening parameter) and Laplacian equivalent. The introduction of gradient terms to the yield function was found to play an important role in simulating the strain localization behavior of the voided ductile material. The effect of the mesh size and characteristic length on the strain localization were also investigated. An FEM simulation based on the proposed non-local plasticity revealed that the load-strain curves of the voided ductile material subjected to plane strain tension converges to one curve, regardless of the mesh size. In addition, the results using non-local plasticity also showed that the dependence of the deformation behavior of the material on the mesh size was much less sensitive than with classical local plasticity and could be successfully eliminated through the introduction of a large value for the characteristic length.     

Auto CAD在有限元模拟汽车板料成形中的应用

本方基于ＡｕｔｏＣＡＤ软件，利用接口技术，开发了一个交互式有限元模拟汽车板料成形的前后处理程序。该程序具有显示和绘制有限元初始网格图、变形及应力分布图等功能，并对前后处理功能的实现方法进行了讨论。     

在数值模拟基础上利用神经网络进行缺陷预测

利用体积可压缩的刚塑性有限元法,对多孔体材料镦粗成形过程进行了数值模拟计算,并结合Ｌｅｅ－Ｋｕｈｎ提出的极限压缩应变准则得到了坯料鼓形表面出现裂纹的一系列极限参数。     

HEXAHEDRAL ELEMENT REFINEMENT FOR THE PREDICTIONCORRECTION ALE FEM SIMULATION OF 3D BULKING FORMING PROCESS

Based on the characteristics of 3D bulk forming process, the arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE)formulation-based FEM is studied, and a prediction-correction ALE-based FEM is proposed which integrates the advantages of precisely predicting the boundary configuration of the deformed material, and of efficiently avoiding hexahedron remeshing processes. The key idea of the prediction-correction ALE FEM is elaborated in detail. Accordingly, the strategy of mesh quality control, one of the key enabling techniques for the 3D bulk forming process numerical simulation by the prediction-correction ALE FEM is carefully investigated, and the algorithm for hexahedral element refinement is formulated based on the mesh distortion energy.     

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。     

Failure Analysis of a Sheet Metal Blanking Process Based on Damage Coupling Model

In this paper, a blanking process of sheet metal is studied by the methods of numerical simulation and experimental observation. The effects of varying technological parameters related to the quality of products are investigated. An elastoplastic constitutive equation accounting for isotropic ductile damage is implemented into the finite element code ABAQUS with a user-defined material subroutine UMAT. The simulations of the damage evolution and ductile fracture in a sheet metal blanking process have been carried out by the FEM. In order to guarantee computation accuracy and avoid numerical divergence during large plastic deformation, a specified remeshing technique is successively applied when severe element distortion occurs. In the simulation, the evolutions of damage at different stage of the blanking process have been evaluated and the distributions of damage obtained from simulation are in proper agreement with the experimental results.     

负间隙精冲的大变形弹塑性有限元分析

负间隙精密冲裁是一个复杂的力学过程,涉及弹性变形、塑性变形、损伤软化和韧性断裂等现象.本文使用DEFORM-2D软件对AISI-1045钢进行了弹塑性大变形有限元数值模拟,将McClintock断裂准则应用于负间隙精冲韧性断裂的预测中,预测了材料变形过程中的静水应力、等效应力和等效应变的分布以及发展趋势.并依据仿真条件和模拟结果分析,通过实验的方法获得了不同负间隙下的无毛刺冲裁件.