冲压板材拉伸筋阻力的一种有效数值计算方法

将弹塑性有限变形的拟流动角点本构理论和厚向各向异性屈服函数引入弹塑性动力显式有限元列式,对板材通过拉伸筋的变形过程及拉伸筋阻力进行了数值模拟,并与有关实验结果进行了比较很好的一致性,表明了该计算方法的有效性。进而,数值研究了拉伸筋形状、界面摩擦状况以及材料的厚向各向异性对拉伸筋阻力的影响,为实际覆盖件冲压成形中拉伸筋的设置提供了重要的定量依据。     

板材冲压翻边的解析理论模型

基于全量塑性理论及膜应变假设,给出两种新的冲压板材内曲拉伸／外曲收缩翻边坯料尺寸预示解析数学模型。引入板材冲压成形性分析软件KMAS系统中,对铁路客车牵引架实际冲压件的翻边成形坯料尺寸进行了预示,并与其它解析模型的预示结果以及实验及实测数据进行了对比。讨论了板材的面内各向异性对翻边高度的影响。     

板材成形有限元数值模拟的研究进展

本文以不同时期引起人们广泛注意的标准考题１）为主要线索，对板材成形有限元数值模拟的发展作了简要的综述．并讨论了研究中仍存在的问题和研究的发展方向．     

材料参数对板材胀形过程综合影响的数值研究

本文将Hosford 与Hill 各向异性屈服函数应用于刚粘塑性有限元方法,分析了圆形薄板液压胀形过程.研究了材料性能参数:硬化指数n、速率敏感指数m、厚向各向异性参数R、屈服函数非多项式指数M 对液压胀形过程的综合影响.并通过数值分析,找出了临界厚向断裂应变-ε_3~(ov·)与材料参数关系的经验方程式.屈服表面形状对极限厚度应变的影响,可以用Barlat 提出的包含了R 和M 影响的p 值表示出来.     

微孔洞生长对板材拉伸过程中变形局部化的影响

本文在作者提出的含孔洞材料下限本构方程的基础上，采用了初始缺陷带模型对微孔洞生长及分布对板材拉伸过程中变形局部影响进行了，分析着重研究了细观损演化规律对变形局部化模式及临界应变的影响，并成功预测了ＡＩＳＩ４３４０钢板材拉伸试件变形局部化换稳为及失稳方向。     

板材冲压成形变形局部化与动边界摩擦约束

提出适于具有强烈弯曲效应的大应变，大位移与界面摩擦三重非线性空间曲壳有限元列式。给出一种动边界摩擦约束的元级代数消元方法，就板材在方盒型冲头作用中压胀形过程，引入几种现代非经典塑性本构理论以及空单元技术，研究了成形过程中的变形局部化与断裂问题。     

塑性成型弹塑性有限元模拟的静水压力间接计算法

在单元内偏应力导数精度分析的基础上，了偏应力导数佳点逐层积分建立了修正的静水压力间接算法，将该方法应用于金属成型过程的弹塑性有限元模拟中，较好了解决了大步长时应力计算精度低的问题，提高了计算效率，算例表明，在变形总量和应变步长都较大的情况下。用庐方法计算得到的应力和变形载荷仍具有较好的精度。     

板材冲压成形有限元数值模拟界面摩擦约束处理方法

基于弹塑性大变形板材冲压成形增量有限元法,采用线性弹簧单元提出一种空间三维板材冲压成形等效界面摩擦力的处理方法.这种方法的优点是可以反映界面摩擦力的同步、被动产生效果,同时它还可以保证约束后刚度矩阵的对称性.将提出的摩擦约束处理算法引入自主开发的板材成形模拟软件FASTAMP,计算了汽车油底壳的成形过程,计算结果的厚度分布与实际冲压件吻合比较好,验证了等效界面摩擦力约束处理方法的有效性.     

冲压过程模拟的接触与摩擦关系数值方法

文中简介采用非经典算法求解板件冲压过程数值模拟的基本思想；就与模具间接触与摩擦关系的处理作重点论述，并给出算例。     

带表面裂纹LY12板材弹塑性抗裂特性的研究

本文对不同的热处理状态(CZ、R)、厚度(B=6、8、10和14mm)和裂纹深度与板厚比(α_√B=0.45～0.55和0.20～0.30)的带表面裂纹LY12铝合金有限宽板进行了塑性抗裂特性的试验研究。提出了等效裂纹扩展假设,测得了起裂时表面裂纹咀的张开角口α1,它是常数;导出了裂尖张开角αT的近似计算公式,并测得裂纹扩展时αT的变化规律;测得了稳定扩展和失稳扩展过程中裂纹塑性张开角(dδ_(MP)/da)_S和(dδ_(MP)/da)_U,它们是不同的常数;还测得了不同的热处理状态、厚度和α_0/B带表面裂纹LY12板材从起裂到失稳的裂纹等效扩展量,它约为板厚的4%。     

基于有限元的板料拉延成形质量评价准则及工艺参数优化研究

近年来,以有限元分析工具并结合优化算法来提高板料的成形性能已成为新的研究热点.然而,如何建立合理的板料成形质量评价准则以形成日标函数,从而量化冲压件的成形质量是其关键技术之一.该文在研究国内外现有的各种评价拉裂和起皱缺陷准则的基础上,提出了指数加权评价准则,该准则量化了单元落在成形极限图上不同区域和离安全区域距离远近不同分别对拉裂和起皱权值贡献的差异.结合方形盒标准考题验证了提出的评价准则的合理性.将该质量评价准则应用到了一个实际零件的成形优化研究中,优化的结果显著的提高了板料的成形性能.     

SECTIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS OF COUPLED DEFORMATION BETWEEN ELASTOPLASTIC SHEET METAL AND VISCO-ELASTOPLASTIC BODY

The present paper is devoted to developing a new numerical simulation method for the analysis of viscous pressure forming (VPF), which is a sheet flexible-die forming (FDF) process. The pressure-carrying medium used in VPF is one kind of semisolid, flowable and viscous material and its deformation behavior can be described by the visco-elastoplastic constitutive model. A sectional finite element model for the coupled deformation analysis between the visco- elastoplastic pressure-carrying medium and the elastoplastic sheet metal is proposed. The resolution of the Updated Lagrangian (UL) formulation is based on a static explicit approach. The frictional contact between sheet metal and visco-elastoplastic pressure-carrying medium is treated by the penalty function method. Coupled deformation between sheet metal and visco-elastoplastic pressure-carrying medium with large slip is analyzed to validate the developed algorithm. Finally, the viscous pressure bulging (VPB) process of DC06 sheet metal is simulated. Good agreement between numerical simulation results and experimental measurements shows the validity of the developed algorithm.     

纳米压痕过程的三维有限元数值试验研究

采用有限元方法模拟了纳米压痕仪的加、卸载过程，三维有限元模型考虑了纳米压痕仪的标准Berkovich压头．介绍了有限元模型的几何参数、边界条件、材料特性与加载方式，讨论了摩擦、滑动机制、试件模型的大小对计算结果的影响，进行了计算结果与标准试样实验结果的比较，证实了模拟的可靠性．在此基础上，重点研究了压头尖端曲率半径对纳米压痕实验数据的影响．对比分析了尖端曲率半径r＝0与r＝100nm两种压头的材料压痕载荷—位移曲线．结果表明，当压头尖端曲率半径r≠0时，基于经典的均匀连续介质力学本构理论、传统的实验手段与数据处理方法，压痕硬度值会随着压痕深度的减小而升高．     

PREDICTION FOR FORMING LIMIT OF AL2024T3 SHEET BASED ON DAMAGE THEORY USING FINITE ELEMENT METHOD

This paper presents the application of anisotropic damage theory to the study of forming limit diagram of A12024T3 aluminum alloy sheet. In the prediction of limiting strains of the aluminum sheet structure, a finite element cell model has been constructed. The cell model consists of two phases, the aluminum alloy matrix and the intermetallic cluster. The material behavior of the aluminum alloy matrix is described with a fully coupled elasto-plastic damage constitutive equation. The intermetallic cluster is assumed to be elastic and brittle. By varying the stretching ratio, the limiting strains of the sheet under biaxial stretching have been predicted by using the necking criterion proposed. The prediction is in good agreement with the experimental findings. Moreover, the finite element cell model can provide information for understanding the microscopic damage mechanism of the aluminum alloy. Over-estimation of the limit strains may result if the effect of material damage is ignored in the sheet metal forming study.     

用损伤理论方法预测铝合金薄板成型极限

应用各向异性损伤理论研究2024-T3铝合金薄板的成形极限,通过构造有限元单胞模型预测薄板结构的极限应变.单胞模型由两相材料组成:铝合金基体和金属强化物.基体采用全耦合弹塑性-损伤本构方程描述,而金属强化物则视为弹脆性材料.采用所提出的缩颈准则,得到了双轴拉伸状态下铝合金薄板的极限应变,和实验结果比较两者吻合较好.研究结果揭示有限元单胞模型可以提供铝合金的细观损伤机理信息,当忽略材料的损伤影响,采用金属薄板成型理论的研究结果将过高估计薄板的极限应变.     

金属薄板成型工艺中的失稳和损伤分析

简要地评述了金属薄板成型工艺中局部化颈缩引起的塑性失稳机制和成型极限分析的成果；讨论了多种塑性失稳判据在成型极限分析的实验和有限元模拟两方面的应用及其局限性；指出了塑性失稳破坏是延性材料的塑性加工硬化和损伤软化两者的相互作用过程，并介绍了应用连续损伤力学方法研究这一课题的进展。     

FINITE ELEMENT SIMULATION OF GUST LOADING

In the structural design of civil aircraft the critical loads are often those encountered in a gust or atmospheric turbulence. The traditional ‘indicial’ solution is restricted to a simple plate. In this paper a finite element formulation is proposed for an aerofoil or arbitrary shape entering a uniform sharp-edged or sinusoidal gust. The thin rotational gust front and wake in an irrotational flow field are successfully modelled by a novel superposition technique. The finite element solutions are compared with the Kussner function and results by other numerical methods. The agreement is good.