板料三维成形过程的有限元数值模拟

基于有限变形理论建立了三维金属板料成形过程的刚塑性有限元数学模拟,该数学模型采用物质坐标系中的Ｕｐｄａｔｅ－Ｌａｇｒａｎｇｅ描述,等向强化假设,考虑了板料的厚向异性,对于金属板料与模具有摩擦采用近似的库仑摩擦定律以改善计算的收敛性。为简经计算采用薄膜单元,并根据此模型编制程序。     

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．     

车身覆盖件冲压成形动态仿真的研究进展

概括了车身覆盖件冲压成形动态仿真所涉及的技术环节,如材料模型、几何模型、有限元方法、接触和摩擦问题、原始坯料现状、模具系统和工艺参数．综述了在这些技术领域的研究进展．简要介绍了国内在车身覆盖件冲压成形动态仿真工业应用研究方面的最新成果,讨论了在应用研究中仍存在的问题和进一步的研究发展方向．     

板料单点渐进成形力仿真与实验研究

在单点渐进成形中,成形力对板料的成形精度和成形极限有重要影响。本文在分析金属板料单点渐进成形原理的基础上,应用 ABAQUS 有限元数值分析软件建立了有限元模型并进行了仿真,根据仿真结果分析了金属板料单点渐进成形过程中成形力的变化规律。结果表明：在板料成形过程中,成形力的大小随着成形时间的增加而逐渐增大,然后趋于稳定状态。探讨了工具头直径、层间距、主轴转速对成形力的影响规律,研究结果表明：在单因素变化的条件下,工具头直径越大,轴向力越大;层间距越大,轴向力越大;主轴转速越小,轴向力越大。按照仿真条件,进行了板料单点渐进成形试验,将仿真结果和试验结果进行了对比分析,得出仿真结果和试验结果的变化趋势是一致的,验证了有限元仿真的正确性。由于试验的误差因素,仿真结果和试验结果存在最大9%的误差值。     

塑性各向异性板料本构关系及冲压成形的数值模拟

推导了具有一般屈服函数形式的弹塑性速率型本构关系;给出了用于板料成形的Hill塑性各向异性屈服模型下本构关系的具体形式;用有限元动力显式计算程序MSC/DYTRAN模拟了金属板料的冲压成形;通过算例分析,考察了塑性各向异性对凸耳形成和大小以及对成形模拟结果准确性的影响;数值结果和实验结果表明:各向(厚向)异性本构模型比各向同性本构模型更真实地反映了板料的成形性。     

森林火灾的数值仿真

本文评述了截至目前关于森林火灾的数值仿真工作。提出并研究了在不同条件下预计森林火灾蔓延的一般模型。这个模型基于n阶燃烧反应理论,它在处理风速变化、森林特性、阻火带以及消防人员感兴趣的其他现象等方面,具有非常简单、灵活、方便的特点。举例说明了方程中各种参数变化的影响。给出了无风和常风速下的结果,同时给出了突然变化风和阻火带的影响。     

带尾翼的爆炸成形弹丸三维数值模拟

利用LS-DYNA三维动力有限元程序对三点起爆的翻转型EFP形成过程及三个尾翼进行了数值模拟，结果表明：数值计算结果和实验结果吻合得较好，可为弹丸设计的改进和优化提供重要的参考依据。分别选择Johnson-Cook和Steinberg两种本构模型对药型罩材料进行了数值模拟对比，结果表明：药型罩材料的本构模型选取对形成的尾翼效果有一定的影响，Steinberg本构模型与试验结果符合得更好。     

基于有限体积法的三维局部冲刷数值模型研究及应用

局部冲刷的三维数值模拟可预测水力冲刷的破坏程度和破坏机制,进而提供更加合理的工程措施以减轻或避免局部冲刷造成的工程破坏。基于有限体积法和非结构化的计算网格构建了以水动力学模型、泥沙冲淤和河床变形方程为基础的三维局部冲刷数值模型。水动力学模型中的湍流模型为剪切应力SST k-ω输运模型,泥沙冲淤以底床切应力大小和分布为基础,水沙模型的耦合采用单向弱耦合方式。首先,通过ANSYS-FLUENT软件数值计算水动力学模型后,将水力特性数据单向传递至泥沙模块,并应用UDF函数二次开发实现泥沙模型的数值计算。利用动网格技术重构因河床地形更新引起的变形网格。与动床圆柱冲刷和丁坝局部冲刷的试验结果进行比较,验证了局部冲刷数值模型的可靠性。从平衡冲深时的冲刷深度和冲坑内水流特性等结果的对比可以看出,该数值模型成功地模拟出最终冲刷地形和形态,并能捕捉不同时刻的三维地形变化。根据数值模型的建立及应用结果分析主要得到以下结论,以切应力观点为基础开发该模型时,具有简易性和较强的可靠性;单元体泥沙通量的重构和床面坡度等因素均影响模型的精度;FLUENT软件提供的动网格技术能较好重构小变形网格,但是重构因地形变化引起的大变形网格时略显不足。     

动力松弛法在板为成形过程数值模拟中的应用

论文阐述了动力松驰法的基本原理,推导出它在中心差分动力显式算法中的应用列式,并将其用于锥形凸缘的圆形杯拉深成形过程的数值模拟研究,获得了满意的结果。     

金属板料拉延二次成形的有限元法模拟

建立了二次拉延成形加工的有限元分析计算模型;采用一次成形-回弹计算-二次成形的连续计算过程模拟了实际加工过程;有限元计算采用动力显式计算程序MSC／DYTRAN;用主从面(master surface-slave surface)模型定义板料和模具的接触,摩擦力用库仑定律计算;利用动力松驰法对成形过程中的回弹进行了计算。模拟结果和实际零件比较,证明模型合理,算法稳定,结果可靠,具有良好的应用价值。     

有限元方法在爆炸动力学中的应用

从动量和能量守恒方程出发，结合爆炸动力学的特点，建立适于模拟爆炸动力学过程的有限元方法，并对两个问题进行了模拟计算。计算结果与实验结果符合表明，通过选择合适的物质模型，有限元方法对爆炸动力学问题的模拟是可行的。     

玉米秆粉粒体塑性压缩成型过程的有限元分析

保护环境,节约资源是人类的共识,本以我国丰富的农作物副产物-玉米秸秆为原料,采用弹塑性增量有限元法对玉米秆粉粒体的成型过程进行了研究,有限元计算结果与实验结果比较一致,此研究为玉米秸秆等农林副产物转化为高附加值产品提供了理论依据。     

板材成形的计算机辅助工程系统

板材成形同时包含大变形、（粘）塑性、接触、摩擦等多种非线性因素耦合,刊用有限元法在计算机上模拟出板材从坯件到成品的全过程并加以图形显示,进而研究影响成形的各种因素,可以为板材成形的设计和生产提供可靠依据．本文介绍板材成形的计算机辅助工程系统（简称ＣＡＥ系统）的组成,并对成形数值模拟中的有限元格式、接触与摩擦问题、拉伸筋的考虑方法以及回弹的计算方法做了简单介绍．      

高速钢球在水中贯穿过程的数值计算

本文采用二维有限元数值计算方法对水中高速钢球的侵彻贯穿作用及贯穿通道的形成和发展进行了数值模拟计算,给出了钢球侵彻速度水中压力波和空腔发展,这些结果与实验观察较为吻合。本文的工作说明,数值方法可以作为研究创伤力学的重要手段,有着广阔的应用前景。     

风口区空气流动的有限元模拟与实验研究

通风和空调出风口的射流特性主要取决于出风口截面之前的一段管道内的流动状况,研究送风口的射流偏转特性有重要实用价值.应用湍流大涡模拟技术结合Taylor-Galerkin有限单元法对工程中常见工况下的风口区管道内的三维流场进行了数值模拟和实验研究,数值计算结果与实验结果符合较好.表明湍流大涡模拟方法适合于边界形状复杂,存在各向异性的大尺度涡的内流情况,能可靠地预报风口区空气流动的射流偏转特性.     

Numerical simulation of roll forming for channel section with outer edge

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｏｌｌｆｏｒｍｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｆｍｅｔａｌｐｒｏｄｕｃｔｓ.Ｓｏｍｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｓｔｕｄｉｅｄｒｏｌｌｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｓ .Ｔ .Ｒ .ＷａｌｋｅｒａｎｄＲ .Ｊ.Ｐｉｃｋ[1]ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆａｎＥＲＷｐｉｐｅｓｋｅｌｐ ,ａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅｔｈｏｄｔｏｃｈｅ…     

A simple method for simulating viscoelastic fluid flows in slit channel

A low-cost semi-analysis finite element technique, named the finite piece method (FPM) is presented in this article. It aims to solve three-dimensional (3D) viscoelastic slit flows. The viscoelastic stress of the fluid is modelled using an K-BKZ integral constitutive equation of the Wagner type. Picard iteration is used to solve non-linear equations. The FPM is tested on flow problems in both planar and contraction channels. The accuracy of the method is assessed by comparing flow distributions and pressure with results obtained by 3D finite element method (FEM). It shows that the solution accuracy is excellent and a substantial amount of computing time and memory requirement can be saved.