硕士论文-板料成形及模具数值模拟分析

哈尔滨理工大学硕士学位论文板料成形及模具数值模拟分析姓名：黄庆宝申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：陈玉全20070301板料成形及模具数值模拟分析作者：黄庆宝学位授予单位：哈尔滨理工大学相似文献(10条)1.期刊论文张庭芳.黄菊花.周敬勇.杨国泰.张莹.ZHANGTing-fang.HUANGJu-hua.ZHOUJing-yong.YANGGuo-tai.ZHANGYing基于ABAQUS的板料成形数值模拟摩擦模型的二次开发-锻压技术2005,30(6)对近年来兴起的板料成形过程数值模拟新技术研究,提出了一种基于ABAQUS的板料成形数值模拟摩擦模型的二次开发及实现的方法.对于进一步研究板料成形摩擦模型,在基于ABAQUS的板料成形数值模拟中加入新的摩擦模型提供了一种途径.2.学位论文周敬勇板料成形数值模拟中的接触摩擦研究2005在板料成形中，板料与工具之间的摩擦是一个非常重要的行为，它的存在影响着板料成形性能及应力、应变和厚度的变化。在板料成形有限元模拟过程中，必须准确地建立有限元模型和摩擦边界条件，如果不能提供准确的摩擦信息，就失去了模拟的准确性。本文对板料成形模拟过程中的摩擦问题进行了研究。主要研究内容如下：1)较系统地阐述了板料成形有限元理论、接触搜寻算法和摩擦模型等。2)分析了板料成形过程数值模拟的建模方法，通过在ABAQUS/Explicit用户子程序VFRIC中进行二次开发，实现了修正的库仑摩擦模型在ABAQUS成形模拟中的调用，并通过实例证明了其可行性。3)通过对外缘内外曲组合翻边成形件的有限元模拟，分析了摩擦在板料成形过程中对应力、应变和厚度变化的影响。4)将神经网络技术、数值模拟技术相结合，建立了摩擦系数与板料成形厚度的非线性映射关系，通过实验和模拟，实现了用人工神经网络建立映射关系模型来预测板料成形过程中的摩擦系数，为板料成形数值模拟中摩擦系数的确定提供了一种实用方法。3.会议论文杨玉英.徐伟力.金朝海.郭刚板料成形数值模拟中的弹塑性有限元方法1998该文介绍了板料成形数值模拟中的弹塑性有限元方法的单元选取、平衡方程建立、本构关系选取等技术问题，并用独立开发的静力隐式的弹塑性有限元程序对几个比较典型的板料成形过程进行了数值模拟，有助于从量化的角度加深对板料成形规律的认识。4.学位论文汪晨板料成形回弹的数值模拟及考虑回弹反向补偿的模具设计方法研究1999该文详细研究了板料成形数值模拟的理论.由于板料成形过程是一个大变形过程,不能用传统的基于小变形的有限元法来分析,必须用大变形弹塑性有限元法来分析板料成形问题.为了使整个分析建立在一个可靠的基础上,该文详细分析讨论了大变形情形下Lagrange描述的应变、应力的度量、虚位移原理,U.L.法、T.L.法的有限元列式,分析比较了U.L.法、T.L.法各自的特点、适用情形.提出在板料回塑模拟中采用U.L.法较为合适.5.期刊论文周玉辉.吴卫.黄清民.ZHOUYu-hui.WUWei.HUANGQing-min板料成形的数值模拟及其在U形法兰件中的应用-模具技术2005,(4)板料成形的数值模拟可以预测并显示板料在拉深过程中的起皱、拉裂、板料的厚度变化等.描述了板料成形的物理过程、力学模型与模拟典型成形过程,讨论了数值模拟的数学方法与有限元模拟及其求解步骤,并运用软件Dynaform模拟分析了U形法兰件的成形过程,分析了零件的厚度分布,预测了零件可能产生起皱的部位,提出了消除或减少起皱的工艺改进方案.6.期刊论文倪向贵.吴恒安.王宇.王秀喜各向异性本构关系在板料成形数值模拟中的应用-计算力学学报2003,20(2)对几种能表达面内各向异性的屈服准则Hill、Barlat-Lian、Barlat进行了比较.在弹性变形服从各向同性广义虎克定律的情况下,给出了基于张量算法推导的弹塑性本构关系的一般表达式,并由此导出了相应屈服准则的弹塑性本构关系的显式表达.借助ABAQUS软件本构模块用户子程序接口,分别实现了这些屈服准则在ABAQUS的嵌入.以模拟方形盒的拉延过程为例,分析了不同的屈服准则在板料成形过程数值模拟中的应用.模拟结果表明,基于弹塑性本构关系一般表达所列出的相应屈服准则的显式表达式是正确的;在采用壳元来模拟板料成形时,采用Barlat准则的模拟结果和采用Barlat-Lian准则的结果差别不大.7.学位论文王金彦板料成形数值模拟的新型有限元理论模型研究2006板料成形尤其是像汽车覆盖件这样复杂零件的成形过程，在复杂形状小尺度区域，板料的变形及应力应变状态非常复杂，板料厚度方向上的应力应变已经是不可忽略的因素。常规的壳单元由于受到传统壳体理论的限制，忽略了厚度方向上的应力和应变，应用于板料成形的一般区域是简明有效的；但在板料成形的某些区域，如果采用传统的壳单元无论是成形模拟还是回弹分析都会造成一定的误差。有鉴于此，作者深入研究了随动坐标系下的大变形理论，基于该理论提出了能够用于二维板料成形截面分析及三维板料成形变形复杂局部区域的新型实体单元理论模型，能够合理地描述板料厚向的应力应变状态，对改善板料成形的数值模拟乃至回弹分析具有重要意义；对能够改善单元精度并能克服诸多自锁问题的非协调弹塑性大变形有限元理论作了有益的探索，分析和研究了德国学者从一般计算力学角度提出的考虑厚向应力应变的两种壳单元模型(固壳元和七参数壳元)，为构造适用于板料成形的考虑厚向应力应变的壳单元打下了理论基础。论文首先综述了板料成形数值模拟有限元模型的研究现状及发展趋势。系统阐述了用于板()成形分析的各种材料模型，包括材料各向同性及各向异性假设的屈服函数，等向硬化及()化模型，材料各向同性及各向异性假设的本构关系。深入研究了随动坐标系下的大变()论，包括随动坐标系用于大变形分析的基本原理，随动坐标系下的应力应变度量及应力应变计算。在此基础上，论文的主要创新工作如下：(1)基于一种简明的Hu-Washizu广义变分原理(非线性形式)，采用假设应变法(B-bar方法)，分别提出了新型的适用于二维板料成形的四节点四边形平面单元及轴对称单元和三维板料成形的八节点三维实体单元。(2)由单元位移场解析导出的B矩阵被投射以消除体积自锁和剪切自锁。为了简明有效地处理几何非线性问题和板料成形中的剪切自锁问题，采用了和单元一起转动的随动坐标系。(3)对八节点三维实体单元，提出了一个新型的单元反沙漏应变场既能有效地消除单元的剪切自锁及体积自锁，又能防止扭转沙漏。(4)在随动坐标系下，Cauchy应力场被展开成类似于假设应变场形式的Taylor级数，采用标准减缩积分(URI)计算内力向量和刚度矩阵以控制沙漏，推导了随动系下单元的内力向量及刚度矩阵表达式；为更好地描述板料成形中材料的塑性行为并能控制沙漏，采用了选择多点积分(SI)技术。多个考例的结果证明了本文所构造单元的健壮、有效和精确性，特别是对于弹塑性大变形问题能够优于某些类型的单元，可用于板料的成形模拟及回弹分析。(5)系统研究了非线性有限元分析的非协调元理论，讨论了EAS(Theenhancedassumedstrain)方法的变分基础、保证稳定收敛的条件及增广应变插值函数的构造方法；提出了EAS方法用于构造板料成形这样高度非线性问题的有限元模型所面临的问题，即本构关系和求解方法的限制，并探索了提高计算效率的途径。分析和研究了构造固壳元和七参数壳元模型的理论基础及各种自锁产生的机理，并讨论了克服单元各种自锁行为所采用的方法。8.期刊论文印雄飞.何丹农.叶又.彭颖红.程惊雷.蒋镜昱.YINXiong-fei.HEDan-nong.YEYou.PENGYing-hong.CHENGJing-lei.JIANGJing-yu虚拟速度对板料成形数值模拟影响的实验研究-机械科学与技术2000,19(3)介绍了板料成形灵敏值模拟常用的动力显式算法,通过实验研究了虚拟速度这一影响板料成形灵敏值模拟的主要因素,得到了虚拟速度的合理取值范围.9.学位论文颜林灿板料成形的数值模拟及回弹分析2001板料成形数值模拟是金属塑性加工领域的前沿课题之一,也是板料冲压成形的主要研究和应用方向.该文首先介绍了金属板料成形的两种主要有限元算法:静力隐式法和动力显式法.推导了单元刚度矩阵的具体形式及其计算过程,并给出了应力应变的计算方法.该文的重点和创新点在于将非线性弹性卸载引入回弹过程.在非线性弹性卸载的基础上,该文考察了各个冲压参数对口弹以及冲压结果的影响.选取了25个处于不同参数状态的板料进行仿真模拟,根据所得结果归纳总结了各冲压参数对冲压结果和回弹影响的规律,从而为实际生产提供指导.根据这些规律,该文对一些实际问题进行了模拟分析,根据各次所得结果,针对实际问题,不断修正模具、板料形状、冲压条件,直至克服了起皱、拉裂等缺陷.另外还对不同材料参数和冲压条件下的零件回弹进行了分析比较,探讨了回弹量的影响规律.10.期刊论文黄桂美.詹艳然.HuangGuimei.ZhanYanran等效拉延筋模型及其在板料成形数值模拟中的应用-现代制造工程2005,(10)讨论等效拉延筋的建模方法、常用模型及其在板料成形数值模拟中的应用情况,并指出研究中仍存在的问题及今后的发展方向.本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：a98e8d1f-1077-43f5-8eb5-9dd20139fa5d下载时间：2010年8月14日