变形-损伤耦合的起塑性恒压轴对称充模胀形的有限元模拟

采用大变形刚粘塑性有限元法模拟超塑性恒压轴对称充模胀形过程、分析了模具几何参数及材料参数对胀形过程中材料的流变行为、胀形制许厚度分布和成形时间的影响规律。给出了质点的流动轨迹、不同时刻制件的剖面形状及应力、应变分布；基于修正的Gurson粘塑性势推导了内部空洞体积分数累积增大模型并据此进行了变形-损伤耦合计算．     

轴对称件超塑约束胀形中的摩擦效应

尽管超塑胀形作为一种金属成形方法正日渐受到世界各国的普遍关注，但对超塑约束胀形理论的研究报道却还很少，尤其对胀形过程的有限元模拟研究就更为罕见。针对这种情况，采用大变形刚粘塑性有限元法模拟了轴对称零件向圆筒形凹模内超塑约束胀形的变形过程，着重研究了工具工件之界面摩擦对胀形件厚度分布不均匀性和胀形板料向凹模角部充填性的影响．结果表明，随着摩擦的降低，胀形件的侧向较厚部分能有所减薄，可以改善整个胀形件的厚度均匀性，但当摩擦因子Ａｍ≤０．２（相当于摩擦系数μ≤０．１２）时，胀形件极顶部分的减薄过大；摩擦较小时，胀形板料向凹模角部的充填性较好；在考虑到极点附近厚度适度减薄和胀形板料对凹模角部充填性好的前提下，工艺上应当适当减小摩擦，其最佳状态是μ值约为０．３．为了检验所用刚粘塑性有限元法模拟的可靠性，将计算结果与试验结果作了对比，发现两者相当吻合。     

超塑性恒压充模胀形过程各力学量场的影响因素及影响规律

采用刚粘塑性有限元法模拟了超塑性恒压充模胀形过程，分析了应变速率敏感性指数ｍ、厚向异性系数Ｒ、初始板厚、界面摩擦等因素对应力、应变和应变速率等力学量场的影响；通过对铝合金ＬＹ１２ＣＺ板料的相应实验对模拟结果进行了验证     

材料的弹粘塑性本构关系和应力波的演化

试验表明，大多数工程材料在冲击载荷作用之下的变形一般都同时包含有可恢复的瞬态性弹性变形和不可恢复的粘滞性塑性变形，即其本构关系可以用弹粘塑性模型来描述。本文从内变量理论出发，探讨了时率相关材料的弹粘塑性本构关系的一般特性，建立了增量型的弹粘塑性本构关系的一般理论框架和普适的表达式，并且对两种最常用的本构模型——Bodner-Partom模型和Johnson-Cook模型给出了在一维应变条件下的具体形式。通过计算和讨论一维应变粘塑性靶板中冲击波的衰减机制和应力波的演化规律，特别是考察各种粘塑性本构模型中的材料参数对冲击波的衰减和应力波的演化的影响，得出了一些可以直接应用或具有一定借鉴价值的结果，为研究应力波的其他衰减机制以及在人防工程中智能防护层设计时新材料的选取奠定了基础。     

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.     

摆辗成形后的摩托车启动齿轮三维塑性应变场的光塑性分析

本文叙述了采用聚碳酸脂材料模拟低碳钢和低碳合金钢一类金属的摩托车启动齿轮(下面陶称为端面齿轮)摆辗成形过程。运用光塑性法计算分析了氐形后的光塑性模型内部三维塑性应雯分布;对采用螺旋形轨迹和玫瑰线轨迹成形后的光塑性模型内部的三维塑性应变分布进行了分析比较。该方法已为摆辗最佳工艺参数的选择提供了有用的依据。     

粗晶超塑性单轴拉伸颈缩模拟

利用粘塑性本构模型模拟粗晶超塑性单轴拉伸。数值结果表明，颈缩的位置及发展过程受拉伸应变速率的影响。不只一处分散不均匀变形相互牵制与协调，使材料得以在接近均匀的状态下经受大的变形，模拟得到的局部应变速率演化曲线，可以预测变形局部化发展的情况。     

用Laplace变换分析弹—粘塑性梁的弯曲

在弹塑性梁弯曲变形理论基础上，本文用Ｌａｐｌａｃｅ变换进一步分析了弹－粘塑性梁的弯曲问题。并以矩形截面梁为例，说明弹－粘塑性梁弯曲时的弹性与粘塑性区的应力，梁的度及弹－粘塑性交线的计算。     

用Laplace变换分析弹┐粘塑性梁的弯曲

在弹塑性梁弯曲变形理论基础上，本文用Ｌａｐｌａｃｅ变换进一步分析了弹－粘塑性梁的弯曲问题．并以矩形截面梁为例，说明弹－粘塑性梁弯曲时的弹性与粘塑性区的应力，梁的挠度及弹－粘塑性交线的计算     

金属轧制入口区润滑界面滑移分析

金属成形加工中润滑界面滑移分析是工程技术人员普遍关注的重要课题之一。因此，利用有限元及参数二次规划法分析研究了金属轧制过程入口区的界面滑移问题。结果发现，滑移速度可用参数二次规划技术直接获得，在压力分布和滑移速度之间不存在迭代过程；界面滑移可以使润滑油膜厚度明显减小，这与文献报道的试验结果一致；粘塑性润滑剂的初始极限剪应力和极限比例常是面滑移的影响很大。从而影响了油膜厚度；当润滑剂和工件材料及厚度     

等径通道挤压过程三维有限元模拟

利用三维有限元模型对等径通道挤压过程中变形分布的不均匀性进行了模拟,通过对不同摩擦系数下截面等效塑性应变分布比较发现:沿三个方向截面上的变形分布都不是均匀的,这说明二维有限元模型不能真实模拟等径通道挤压过程中试样中的变形分布。此外,摩擦对等效塑性应变分布及挤压力的影响较大,截面变形不均匀参数和最大等效塑性应变出现的位置随摩擦系数的增大而变化。压力-位移曲线的变化可以结合试样的变形过程来解释。     

花键轴冷挤压成形后的三维光塑性模拟研究

本文利用光塑性方法,以聚碳酸酯（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）为材料研究了矩形花键轴冷挤压成形过程,获得了花键挤压成形的三维塑性应变场分布,提出其变形的应变分布特征,并对典型截面的应变进行了计算分析;文中还通过对聚碳酸酯材料的实验,得到了使花键齿形充满的最佳坯料尺寸,为实际工艺生产优选出合理的工艺参数。     

描述大应变率范围下材料响应的粘塑性本构模型

以位错动力学理论中的Ｏｒｗａｎ和Ｇｉｌｍａｎ关系为基础建立描述率相关材料非弹性响应的基本方程，选择材料准静态实验的单轴响应作为强化演化的规律，并考虑应变率敏感程度随变形产生变化的特性，建立了适用于大应变率范围内率相关材料的统一型粘塑性本构模型。对铝１１００－０在应变率范围１０－５～１０４ｓ－１内产生的有限塑性应变的单轴响应进行了理论预测，与Ｋｈａｎ和Ｈｕａｎｇ［１］的实验数据及模型预测结果进行了比较，结果表明本文模型具有较高的预测精度，在高应变率和较大应变下不容忽视率敏感参数随变形的变化。     

求解粘塑性力学中的两个问题

本文研究环板和厚壁圆筒的粘塑性分析问题。在这两个问题中部忽略了弹性变形,给出了这类结构的应力分析和变形计算的方法,获得了粘塑性环板和厚壁圆筒的许多重要结果。     

粘塑性损伤模型模拟准超塑性单轴拉伸行为

发展了Chaboche粘塑性本构模型的大变形隐式算法，用损伤(DM)和无损伤(NDM)模型模拟准超塑性单轴拉伸。发现变形过程可分为三个阶段：均匀变形、颈缩发展、断裂破坏阶段。DM可准确模拟前两个阶段变形，NDM只能较好地模拟均匀变形阶段，表明DM可以较精确地描述稳定发展的动态过程。由于有限元方法只能描述连续介质，因此对于断裂破坏阶段，NDM模拟载荷大于试验结果，DM的载荷小于试验结果，这是由高应变速率敏感性造成。DM能够描述试验中出现地多处颈缩现象，局部应变速率分布随时间演化反映了颈缩发展程度。严重颈缩部位的距离代表着超塑性变形能力，距离越大，抗颈缩能力越好。     

粘塑性材料成形过程的有限元分析

为了确定大型铝机轮等温锻造的变形力及揭示轮缘处形成折叠的原因,本文用刚一粘塑性有限元法对模拟件的成形过程进行了全面数值模拟。模拟计算和实验结果表明,有限元确定的等温锻造过程的变形力,可作为选择设备吨位的依据,根据刚-粘塑性有限元法所预测的金属流动规律,发现零件的形状很大程度上决定了轮缘处容易形成折叠。适当改进模具结构和改善润滑条件,有助于避免折叠缺陷的产生。     

SnPb钎料合金的粘塑性Anand本构方程

采用统一型粘塑性本构 Anand方程描述了电子封装焊点 Sn Pb钎料合金的非弹性变形行为 ,基于 Sn Pb 合金的弹塑性蠕变本构方程和实验数据 ,确定了6 2 Sn36 Pb2 Ag、6 0 Sn40 Pb、96 .5 Sn3.5 Ag和 97.5 Pb2 .5 Sn四种钎料合金 Anand方程的材料参数 ,验证了粘塑性 Anand本构方程对 Sn Pb合金在恒应变速率和稳态塑性流动条件下应力应变行为的预测能力。结果表明 ,Anand方程能有效描述 Sn Pb钎料的粘塑性本构行为 ,并可应用于电子封装 Sn Pb焊点的可靠性模拟和失效分析     

一种弹性粘塑性统一本构模型

在深入研究分析材料变形过程的基础上,对材料变形与选定描述材料变形内变量的问题进行探讨,在唯象法的基础上提出一种金属材料变形的粘塑性统一本构模型。用该模型对304不锈钢的变形过程进行模拟,其计算结果较Miller模型更接近实验结果。     

软化Mohr-Coulomb材料强度参数的测定方法

为了得到试件的粘聚力和内摩擦角随轴向塑性压应变变化的曲线提出本方法。试件的弹塑性本构关系遵循相关联的Mohr-Coulomb强度准则;对常规三轴试验,试件受力进入塑性状态后,处在棱椎状屈服面的棱上,加载过程遵循Koiter流动法则。按经典塑性力学理论,推导得到轴向塑性压应变与轴向应力与轴向应变的关系;在常规三轴试验机上获得不同围压下试件的全程应力-应变曲线,进而可得到各自围压下轴向塑性压应变随加载过程的变化曲线;把来自不同围压下对应同一轴向塑性压应变的应力分别代入屈服面方程,即可求得对应的粘聚力和内摩擦角。结果表明,Mohr-Coulomb材料的两个强度参数的变化由轴向塑性压应变确定。轴向塑性压应变可以作为塑性变形的状态参数,它和试件的受力过程可以唯一确定试件的变形过程。     

冲击载荷下炸药装药动态响应的有限元分析及热点形成机理的数值模拟

对稳态温度场中受冲击载荷作用的炸药药柱进行了弹粘塑性分析。在Ｐｅｒｚｙｎａ本 构模型的基础上，作了适当的补充和修正，将流动参数γ、弹性模量Ｅ均视为温度的函数，动态 有限元计算结果表明，计算曲线和实验曲线有很好的近似。为模拟材料中不均匀性的影响，在 药柱中心引入一孔洞，有限元计算结果给出含孔洞药柱的粘塑性动态响应、药柱网格变形图以 及药柱等温线，可以清楚看出在孔洞附近区域有局部高温产生。本文的本构模型和计算方法对 于研究冲击载荷下炸药装药的力学响应以及炸药装药中热点形成机理的数值模拟提供了良好 的基础。