本文關(guān)鍵詞：金屬板料多步快速成形有限元法研究

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【摘要】：薄板沖壓成形的仿真計(jì)算已在航空宇航、汽車(chē)等制造領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用,在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)初期設(shè)計(jì)師通過(guò)采用一步逆成形有限元法對(duì)板料進(jìn)行成形性模擬計(jì)算,從而快速的對(duì)零件成形性進(jìn)行初步的評(píng)價(jià)。為保證計(jì)算效率,提高計(jì)算精度,國(guó)內(nèi)外學(xué)者在一步逆成形有限元法的基本理論基礎(chǔ)之上,通過(guò)引入中間構(gòu)型的方式來(lái)考慮板料成形的過(guò)程的加載歷史,然而,中間構(gòu)型的相關(guān)理論和方法還不成熟,對(duì)于復(fù)雜的零件而言中間構(gòu)型的構(gòu)造更是非常困難,本文對(duì)多步快速成形有限元法的中間構(gòu)型的構(gòu)造問(wèn)題進(jìn)行了展開(kāi)研究。(1)在中間構(gòu)型的構(gòu)造過(guò)程中,提出了基于試錯(cuò)法的基本思想,對(duì)中間構(gòu)型滑移約束面的幾何平衡迭代方式進(jìn)行了研究,采用空間包圍盒與射線(xiàn)法判斷滑移約束面的節(jié)點(diǎn)與模具主表面的位置關(guān)系,構(gòu)建幾何平衡條件下的滑移約束面幾何構(gòu)型。(2)在應(yīng)力平衡迭代過(guò)程中,采用預(yù)應(yīng)力膜單元找形方法,根據(jù)成形過(guò)程中板料與模具之間的接觸力協(xié)調(diào)方式來(lái)調(diào)整節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。通過(guò)直接投影的方法獲得中間構(gòu)型近似解的初始解,基于線(xiàn)彈性變形方式求解中間構(gòu)型初始解,在此基礎(chǔ)之上通過(guò)塑性迭代方式獲取中間構(gòu)型。根據(jù)上述提出的方法,本文實(shí)現(xiàn)了基于試錯(cuò)法基本思想的中間構(gòu)型構(gòu)造,并通過(guò)對(duì)方盒和某汽車(chē)覆蓋件進(jìn)行計(jì)算,對(duì)比增量法以及實(shí)驗(yàn)值,驗(yàn)證了本文的多步快速成形有限元法的可行性和實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：多步快速成形有限元法 中間構(gòu)型 滑移約束面 預(yù)應(yīng)力膜單元
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG386
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 課題研究的背景與意義12-13
• 1.2 板料成形數(shù)值模擬技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第二章 金屬板料多步快速成形有限元法的基本理論17-27
• 2.1 引言17-18
• 2.2 多步快速成形有限元法的基本理論18-26
• 2.2.1 多步快速成形有限元法的實(shí)現(xiàn)步驟18-19
• 2.2.2 多步快速成形有限元法的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和應(yīng)變分析19-22
• 2.2.3 基于全量理論的本構(gòu)關(guān)系22-23
• 2.2.4 等效節(jié)點(diǎn)外力23-25
• 2.2.5 有限元方程的建立和求解25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 多步快速成形中間構(gòu)型滑移約束面的構(gòu)造27-47
• 3.1 引言27-28
• 3.2 基于優(yōu)化的多步逆成形算法中間構(gòu)型的構(gòu)造28-29
• 3.3 基于試錯(cuò)法的中間構(gòu)型滑移約束面的構(gòu)造29-37
• 3.3.1 試錯(cuò)法的基本思想29-30
• 3.3.2 節(jié)點(diǎn)幾何穿透判斷算法30-31
• 3.3.3 空間包圍盒搜索算法31-33
• 3.3.4 滑移約束面節(jié)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)矩陣33-35
• 3.3.5 射線(xiàn)法判斷節(jié)點(diǎn)與單元位置關(guān)系35-37
• 3.4 基于預(yù)應(yīng)力膜單元的接觸判斷37-46
• 3.4.1 預(yù)應(yīng)力膜單元的有限元模型39-43
• 3.4.2 應(yīng)力平衡迭代求解滑移約束面43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 多步快速成形有限元法中間構(gòu)型的計(jì)算47-58
• 4.1 引言47
• 4.2 基于滑移約束面的中間構(gòu)型計(jì)算47-51
• 4.2.1 中間構(gòu)型初始解預(yù)示算法47-49
• 4.2.2 中間構(gòu)型近似初始解的實(shí)現(xiàn)步驟49
• 4.2.3 板料毛坯投影算法49-51
• 4.3 中間構(gòu)型的修正51-53
• 4.4 基于試錯(cuò)法的方盒中間構(gòu)型算例53-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 計(jì)算實(shí)例58-66
• 5.1 引言58
• 5.2 方盒拉伸實(shí)例分析58-60
• 5.3 某汽車(chē)覆蓋件實(shí)例分析60-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 第六章 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 結(jié)論66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況及其他成果73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1045455