成形过程数值模拟的非增量时—空算法

本文针对计及几何，材料，接触摩擦等耦合作用的高度非线性的加工成形过程数值模拟和计算分析工作，建议了非增量时－空求解算法。     

基于全矢量显式算法注射填充软件的研究与开发

基于前人模拟注射填充的显式算法,提出了一种新的全矢量化运算显式算法。对于各类注射填充的模拟,此算法避免了压力场的全局求解,矩阵操作仅在单元一级进行,通过反馈修正,在各时间增量步使已填充的区域满足不可压缩条件。由于避免了所有的全局耦合求解,计算代价与节点的自由度近似成正比,可实现填充模拟过程的高效运算。由于矢量化算法是完全脱耦的,容易实现并行计算。基于这种新算法,应用有限元法进行了注射填充仿真软件的初步开发。其填充模拟结果与商业软件MOLDFLOW的三维模拟结果比较,证实了该软件的有效性。     

A NON－INCREMENTAL TIME－SPACE ALGORITHM FOR NUMERICAL SIMULATION OF FORMING PROCESS

ＡＮＯＮ－ＩＮＣＲＥＭＥＮＴＡＬＴＩＭＥ－ＳＰＡＣＥＡＬＧＯＲＩＴＨＭＦＯＲＮＵＭＥＲＩＣＡＬＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＦＯＲＭＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳＬｉｕＢａｏｓｈｅｎｇ（柳葆生）ＣｈｅｎＤａｐｅｎｇ（陈大鹏）ＬｉｕＹｕ（刘渝）（ＲｅｃｅｉｖｅｄＡｐｒ...     

成形过程数值模拟的非增量时一空算法*

本文针对计及几何、材料、接触摩擦等耦合作用的高度非线性的加工成形过程数值模拟和计算分析工作,建议了非增量时-空求解算法。本文的非增量算法,系在整个时间域和空间域上迭代求解,与常见的Newton-Raphson算法明显不同。本文所附算例,进一步说明了本算法的正确性和可行性。     

有限变形问题过程最优控制算法

在非增量算法的基础上,提出了用最优控制变分原理形成过程最优控制迭代求解的基本思路,并给出求解的基本控制方程。这一工作为有限变形力学问题的数值求解提供了一个新的处理方法。     

成形过程数值模拟的张量时空求解策略

成形过程的数值模拟和分析涉及几何、材料、接触摩擦等高度非线性的耦合作用，采用传统的增量算法会导致巨大计算量。本文建议采用张量时间函数的非增量时空算法，在整个时间和空间域上迭代求解。由于采用新的分离变量构思，以张量表达时间函数，可提高问题求解的速度和精度。但对问题的列式和数值求解方法提出了更高的要求。文中讨论其方法与数值实施。     

微注射成形中表面张力效应的数值模拟

微注射成形过程是一个喂料射入膜腔挤出腔内空气的过程。在这一过程中,存在喂料和空气的移动界面。由于喂料和气体物质特性差异很大,喂料分子对界面上的分子引力明显大于气体分子的引力,故界面上的分子会受到方向指向喂料内部的合力,即表面张力。为了研究表面张力效应对粘性流微注射模拟结果的影响,在矢量化显式算法的有限元模拟软件中,实现了表面张力计算和模拟功能,并在有限元方法中以系统化方法确定了离散变量场的拉普拉斯算子值。应用植入该功能的软件,模拟了一个典型的注射填充过程的算例,探讨了表面张力作用项对粘性流体填充过程的影响。通过对不同尺寸构件的模拟结果比较,证实表面张力作用项对粘性流注射填充过程模拟结果影响不大,除了毫米级以下构件,在一般情况下可以忽略。     

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。     

粉末注射成形中偏析效应及其影响的数值模拟

在金属或陶瓷粉末注射成形中,由于粉末与粘结剂的密度差异,二者在高速充模的过程中会产生局部比例变化,即偏析现象.针对偏析现象,采用两相流注射模型,将注射喂料视为由粉末相和粘结剂相组成的混合流体,预测注射成形坯件中粉末相和粘结剂相的分布.将结果引入到后续的烧结模拟中,宏观烧结模型采用基于热弹粘塑性的本构关系.据此模拟产品在烧结过程中发生的收缩和变形以及预测产品在烧结过程中现场强度(In-situ strength).模拟结果说明注射坯件的非匀质性导致产品的烧结过程中产生非均匀收缩和内部应力的大幅度上升,影响产品的精度和性能.这种从注射到烧结的模拟体系可用于优化粉末注射成形工艺的喂料设计、模具设计以及注射和烧结工艺参数的选取.