金属切削加工热弹塑性大变形有限元理论及关键技术研究 被引量：38

1

作者 唐志涛 刘战强 +1 位作者 艾兴 付秀丽 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期746-751,共6页

基于有限变形理论、虚功原理和更新的拉格朗日公式建立了热弹塑性本构方程,导出了热弹塑性大变形耦合控制方程。对切削加工有限元模拟中的关键技术,如材料模型,工件和切屑的分离、断裂准则,刀具、切屑间的接触摩擦模型以及切削热进行了... 基于有限变形理论、虚功原理和更新的拉格朗日公式建立了热弹塑性本构方程,导出了热弹塑性大变形耦合控制方程。对切削加工有限元模拟中的关键技术,如材料模型,工件和切屑的分离、断裂准则,刀具、切屑间的接触摩擦模型以及切削热进行了探讨,针对这些关键技术建立了正交切削加工铝合金7050T7451有限元模型,对切屑形态、切削力、切削温度以及应力场和应变场等物理量的分布进行了有效预测。 展开更多

关键词 切削加工 热弹塑性大变形 有限元 摩擦

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爆炸冲击波作用下靶板的塑性大变形响应研究 被引量：49

2

作者 王芳 冯顺山 俞为民 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2003年第3期58-61,共4页

对四边约束方形靶板 ,在爆炸冲击波作用下的塑性大变形响应情况 ,进行了理论分析与试验研究。运用能量守恒的方法 ,同时考虑试验过程中靶板的边界约束条件 ,得到了四边约束方形靶板在爆炸冲击波作用下发生塑性大变形时挠度的半经验公式... 对四边约束方形靶板 ,在爆炸冲击波作用下的塑性大变形响应情况 ,进行了理论分析与试验研究。运用能量守恒的方法 ,同时考虑试验过程中靶板的边界约束条件 ,得到了四边约束方形靶板在爆炸冲击波作用下发生塑性大变形时挠度的半经验公式。理论计算与试验结果吻合性较好 。 展开更多

关键词 塑性大变形 靶板 爆炸冲击波 毁伤 防护

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玻璃态聚合物塑性大变形微观结构模型研究进展 被引量：3

3

作者 胡平 张杰 甘志华 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期26-29,共4页

对近年来玻璃态聚合物非弹性大变形的三维微观本构模型进行了较为系统的总结和评述。主要涉及三链模型 (也称 BPA模型 )、八链模型、全网络模型和非仿射模型。

关键词 玻璃态聚合物 塑性大变形 本构模型 结构 力学性

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强脉冲载荷作用下结构塑性大变形的最大挠度直接预测 被引量：4

4

作者 余同希 田岚仁 朱凌 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1113-1123,共11页

经过多年的研究,由中国学者提出和研发的膜力因子法和饱和分析方法已被证明是分析和预测冲击、爆炸等强动载荷作用下梁、板等结构件的塑性大变形行为的有力工具.在这两套理论工具相结合所获得的一系列最新成果的基础上,文章提出一种对... 经过多年的研究,由中国学者提出和研发的膜力因子法和饱和分析方法已被证明是分析和预测冲击、爆炸等强动载荷作用下梁、板等结构件的塑性大变形行为的有力工具.在这两套理论工具相结合所获得的一系列最新成果的基础上,文章提出一种对梁和板在强脉冲作用下的最大挠度的直接预测方法.考虑了膜力和弯矩相互作用的准确屈服条件,同时假定位移场近似地按照与准静态破损机构相似的模态发生变化,该方法直接从膜力因子的表达式出发,依据外载作的功与塑性耗散相等的能量条件,只需要求解初等方程就可以简单明晰地得到梁和板在矩形脉冲作用下的最大挠度,极大地简化了数学推导.与同时考虑准确屈服条件和瞬态响应阶段的完全解以及具有上下界的模态解相比,这一方法能够同样准确但更简单地计入膜力对结构大变形承载能力的效应,为工程设计提供比完全解更简明、比模态解更精准的梁和板最大塑性变形的估算公式;再同改进的脉冲等效技术相结合,这种直接预测方法有望进一步拓展到更复杂的结构件,获得广泛的工程应用. 展开更多

关键词 塑性大变形 强动载荷 膜力因子法 饱和挠度 直接预测

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剪切带中斑晶的运动学和变形分析及塑性大变形计算机模拟 被引量：2

5

作者 梁海华 刘树文 +1 位作者 孙晓松 阎志梅 《北京大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2000年第1期117-123,共7页

在对太行山阜平地区三条剪切带作了详细观察和测量的基础上，就斑晶旋转和眼球构造进行了塑性大变形的计算机模拟。计算结果表明：刚性的石榴石斑晶会随着基质的流动而产生旋转运动，旋转量的大小取决于剪切力的大小、斑晶的密集度以及... 在对太行山阜平地区三条剪切带作了详细观察和测量的基础上，就斑晶旋转和眼球构造进行了塑性大变形的计算机模拟。计算结果表明：刚性的石榴石斑晶会随着基质的流动而产生旋转运动，旋转量的大小取决于剪切力的大小、斑晶的密集度以及斑晶在剪切带中的位置。长石眼球构造的形成主要是由长石与石英的韧性差决定的，塑性变形首先从斑晶的周围部分开始，逐渐向斑晶发展，脆性残斑核不断减小，这与剪切带内糜棱岩化强度分带相一致。 展开更多

关键词 剪切带 斑晶 塑性大变形 计算机模拟 太行山

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弹塑性大变形率问题的变分原理和应用 被引量：2

6

作者 汪凌云 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1989年第5期59-67,共9页

本文根据Hiil(1958,1959)一般变分原理,采用流动坐标导出了弹塑性大变形及非线性率问题的,分别以初始和现时构形为参考状态的,适合于有限元计算的变分方程,并用根据该变分方程建立起来的有限元公式对处于平面应变条件下的,带有微小缩颈... 本文根据Hiil(1958,1959)一般变分原理,采用流动坐标导出了弹塑性大变形及非线性率问题的,分别以初始和现时构形为参考状态的,适合于有限元计算的变分方程,并用根据该变分方程建立起来的有限元公式对处于平面应变条件下的,带有微小缩颈状初始几何缺陷的聚合物板的缩颈过程作了分析,分析时考虑了材料的硬化,本文所导出的变分方程适于分析包括金属塑性成形在内的弹塑性大变形过程。 展开更多

关键词 弹塑性大变形 变分原理 应用

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无网格Galerkin法在金属弹塑性大变形问题中的应用 被引量：1

7

作者 彭建新 谢桂兰 +1 位作者 刘新 张建卿 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第9期1248-1251,共4页

用无网格伽辽金法研究了金属塑性成形过程模拟中的弹塑性大变形问题。采用修正的拉格朗日法建立金属大变形弹塑性无网格伽辽金方程,求解过程根据Newton-Raphson增量进行迭代,在增量刚度方程的计算中,引进修正的弹塑性应力应变矩阵,从而... 用无网格伽辽金法研究了金属塑性成形过程模拟中的弹塑性大变形问题。采用修正的拉格朗日法建立金属大变形弹塑性无网格伽辽金方程,求解过程根据Newton-Raphson增量进行迭代,在增量刚度方程的计算中,引进修正的弹塑性应力应变矩阵,从而实现了金属塑性大变形问题的无网格模拟。应用FORTRAN语言对圆柱体压缩和反向平面挤压两个大变形弹塑性过程进行了编程模拟,验证了该方法的可行性。此法对网格没有依赖性,模拟大变形问题时不需要网格重构,计算简单。 展开更多

关键词 无网格GALERKIN法 金属塑性成形 弹塑性大变形 牛顿-拉夫森迭代法

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条形基础稳定性弹塑性大变形有限元分析

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作者 张永生 梁立孚 周健生 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期205-209,共5页

对土体失稳过程中弹塑性大变形的问题,采用大变形问题的UpdatedLagrangian描述方法,建立了土体稳定分析的弹塑性大变形有限元模型,提出了坐标更新和非线性方程组线性化的方法:计算了均布竖向荷载情况下的条形基础地基稳定性,通过与Pran... 对土体失稳过程中弹塑性大变形的问题,采用大变形问题的UpdatedLagrangian描述方法,建立了土体稳定分析的弹塑性大变形有限元模型,提出了坐标更新和非线性方程组线性化的方法:计算了均布竖向荷载情况下的条形基础地基稳定性,通过与Prandtl解和弹塑性小变形有限元法所得结果的对比,说明了用弹塑性大变形有限元法进行土体稳定性计算是可行的.通过对倾斜荷载作用并考虑土体自重情况下的条形基础地基稳定性分析,表明弹塑性大变形有限元法不仅能反映土体抗剪强度指标对土体稳定性影响,而且也能反映土体弹性参数对土体稳定性影响,说明了用弹塑性大变形有限元法计算土体稳定性的合理性及对工程安全的重要性. 展开更多

关键词 地基稳定性 Updated Lagrangianm描述 弹塑性大变形有限元 倾斜荷载

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镁合金在大变形和高应变率下塑性变形研究进展 被引量：7

9

作者 宁俊生 范亚夫 彭秀峰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期67-73,80,共8页

介绍了强应变塑性大变形下镁合金研究现状。重点综述了在较高应变率及冲击载荷作用下关于镁合金变形的研究情况,同时也比较详细地综述了在不同温度、不同载荷作用下镁合金塑性变形特征及其物理机制。最后简要介绍了几个描述材料在较高... 介绍了强应变塑性大变形下镁合金研究现状。重点综述了在较高应变率及冲击载荷作用下关于镁合金变形的研究情况,同时也比较详细地综述了在不同温度、不同载荷作用下镁合金塑性变形特征及其物理机制。最后简要介绍了几个描述材料在较高应变率和冲击载荷作用下变形行为的数学表示式,并就镁合金作为结构材料的研究说明了作者的一些看法。 展开更多

关键词 镁合金 塑性大变形 高应变率 冲击载荷

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基于中间构形的大变形弹塑性模型 被引量：1

10

作者 孟春宇 汤正俊 陈明祥 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期182-191,共10页

在大变形弹塑性本构理论中,一个基本的问题是弹性变形和塑性变形的分解.通常采用两种分解方式,一是将变形率(或应变率)加法分解为弹性和塑性两部分,其中,弹性变形率与Kirchhoff应力的客观率通过弹性张量联系起来构成所谓的次弹性模型,... 在大变形弹塑性本构理论中,一个基本的问题是弹性变形和塑性变形的分解.通常采用两种分解方式,一是将变形率(或应变率)加法分解为弹性和塑性两部分,其中,弹性变形率与Kirchhoff应力的客观率通过弹性张量联系起来构成所谓的次弹性模型,而塑性变形率与Kirchhoff应力使用流动法则建立联系;另一种是基于中间构形将变形梯度进行乘法分解,它假定通过虚拟的卸载过程得到一个无应力的中间构形,建立所谓超弹性–塑性模型.研究了基于变形梯度乘法分解并且基于中间构形的大变形弹塑性模型所具有的若干性质,包括:在不同的构形上,塑性旋率的存在性、背应力的对称性、塑性变形率与屈服面的正交性以及它们之间的关系.首先,使用张量函数表示理论,建立了各向同性函数的若干特殊性质,并导出了张量的张量值函数在中间构形到当前构形之间进行前推后拉的简单关系式.然后,基于这些特殊性质和关系式,从热力学定律出发,建立模型在不同构形上的数学表达,包括客观率表示的率形式和连续切向刚度等,从而获得模型所具有的若干性质.最后,将模型与4种其他模型进行了比较分析. 展开更多

关键词 大变形弹塑性模型 变形梯度乘法分解 张量函数表示理论 本构关系 基于中间构形

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钢/聚丙烯/钢复合板拉深中钢板变形有限元分析 被引量：1

11

作者 陈明安 李学谦 +1 位作者 张新明 成奋强 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期37-43,共7页

用弹塑性大变形有限元方法模拟钢 /聚丙烯 /钢复合层板的拉深成形过程 ,揭示了两层钢板的塑性应变发展过程 ,分析了不同变形区域的塑性变形特征 .对内层钢板 ,从板料中心沿径向依次处于非塑性变形状态、径向伸长类变形状态、周向压缩类... 用弹塑性大变形有限元方法模拟钢 /聚丙烯 /钢复合层板的拉深成形过程 ,揭示了两层钢板的塑性应变发展过程 ,分析了不同变形区域的塑性变形特征 .对内层钢板 ,从板料中心沿径向依次处于非塑性变形状态、径向伸长类变形状态、周向压缩类变形状态 .而对外层钢板 ,从板料中心沿径向则依次处于非塑性变形状态、周向压缩类变形状态、径向伸长类变形状态、周向压缩类变形状态 . 展开更多

关键词 钢/聚丙烯/钢复合板 有限元分析 拉深成形 弹塑性大变形 径向伸长 周向压缩

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隧道软弱围岩挤压大变形非线性流变力学特征及其锚固机制研究 被引量：24

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作者 孙钧 潘晓明 王勇 《隧道建设》 北大核心 2015年第10期969-980,共12页

介绍围岩大变形的工程实例、隧道围岩挤压性大变形的定义及其工程特征。系统总结国际上隧道围岩挤压性大变形的3种预测方法,即:经验法、半经验半理论法和试验判定法。将Hoek(1999)对围岩挤压大变形的预测和判定方法(半经验半理论法)应... 介绍围岩大变形的工程实例、隧道围岩挤压性大变形的定义及其工程特征。系统总结国际上隧道围岩挤压性大变形的3种预测方法,即:经验法、半经验半理论法和试验判定法。将Hoek(1999)对围岩挤压大变形的预测和判定方法(半经验半理论法)应用于乌鞘岭隧道岭脊段F7断层带开挖施工中的围岩稳定性判别,并对这种预测方法进行了可靠性评价,认为有支护情况下比无支护情况下变形预测失效概率要小得多,也就是说毛洞围岩变形收敛率的大小更难以掌控。介绍作者团队对隧道围岩挤压性大变形问题按三维非线性流变的理论分析、相应专用软件的研制;并将理论研究计算成果与现场实测数据进行对比,结果按大变形三维问题的计算值比按小变形二维平面问题的计算值更接近工程实际;同时,指出了有待进一步深化研讨的若干问题。最后,提出了管控/约束隧道围岩大变形持续发展的锚固技术措施--一种新型大尺度让压锚杆/预应力长锚索,分析其机制和优势,介绍其构造类型,并提出下一步的研究思路。该方法已在几处工地不同程度地成功实施,取得了应有的经济效益和技术成果。 展开更多

关键词 隧道 软弱围岩 挤压大变形 预测 小变形二维非线性黏弹塑性本构模型 大变形三维弹黏塑性本构模型 大尺度让压锚杆/预应力长锚索

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大变形有限元法计算水闸地基稳定性(Ⅰ)—基本原理 被引量：5

13

作者 张永生 刘庆华 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 2006年第2期232-234,共3页

在水闸地基整体稳定性研究中,选择弹塑性大变形有限元进行计算。采用大变形问题的UpdatedLagrangian描述方法,基于土体失稳过程是弹塑性大变形的问题,建立了土体稳定分析的弹塑性大变形有限元模型,提出了坐标更新和非线性方程组线性化... 在水闸地基整体稳定性研究中,选择弹塑性大变形有限元进行计算。采用大变形问题的UpdatedLagrangian描述方法,基于土体失稳过程是弹塑性大变形的问题,建立了土体稳定分析的弹塑性大变形有限元模型,提出了坐标更新和非线性方程组线性化的方法,推导了相应的计算公式。 展开更多

关键词 水闸地基稳定 Updated Lagrangian描述 大变形弹塑性有限元

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强冲击载荷下单向加筋板拉伸撕裂的临界条件

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作者 姚熊亮 周晏霈 +1 位作者 王治 魏庆媛 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期86-98,共13页

针对固支单向加筋板在冲击载荷下的拉伸撕裂临界条件开展研究,首先将均布冲击载荷下的固支单向加筋板简化为带板梁模型,基于固支梁冲击变形理论解给出了加筋板最大永久变形理论解,之后基于复合运动场模型,修正了固支梁端点拉伸应变与最... 针对固支单向加筋板在冲击载荷下的拉伸撕裂临界条件开展研究,首先将均布冲击载荷下的固支单向加筋板简化为带板梁模型,基于固支梁冲击变形理论解给出了加筋板最大永久变形理论解,之后基于复合运动场模型,修正了固支梁端点拉伸应变与最大永久变形关系式,并以等效应变达到失效应变作为拉伸撕裂条件,建立了加筋板在冲击载荷下的拉伸撕裂临界条件。经过数值模拟验证,该最大永久变形理论解和拉伸撕裂临界条件具有适用性,理论与数值误差小于15%。 展开更多

关键词 加筋板 拉伸撕裂 塑性大变形 冲击载荷 毁伤评估

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基于量纲分析的爆炸冲击波效应靶模型分析与实验研究 被引量：12

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作者 李丽萍 孔德仁 +2 位作者 王芳 商飞 贾云飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期100-103,168,共5页

针对传统的冲击波压力电测法易受爆炸场寄生效应干扰问题,提出基于效应靶塑性变形的爆炸冲击波压力评定方法。由于效应靶理论模型复杂、参数较多,利用量纲分析方法简化模型获得爆炸冲击波压力作用的效应靶最大挠度与炸药TNT当量、炸高... 针对传统的冲击波压力电测法易受爆炸场寄生效应干扰问题,提出基于效应靶塑性变形的爆炸冲击波压力评定方法。由于效应靶理论模型复杂、参数较多,利用量纲分析方法简化模型获得爆炸冲击波压力作用的效应靶最大挠度与炸药TNT当量、炸高及炸距之关系,并建立冲击波压力作用的效应靶最大挠度计算模型;设计100 kg、60 kg、20 kg三种标准TNT爆炸的立靶、平靶实验,用回归分析法获得二者经验模型系数。结果表明,立靶与平靶两种结构效应靶最大挠度实验结果与经验模型计算结果误差分别优于3.59%及3.33%。该研究可指导战斗部冲击波压力评估,进而减少爆炸实验量。 展开更多

关键词 爆炸力学 效应靶 塑性大变形 量纲分析 冲击波压力评定

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平行刃剪切机剪切过程的有限元仿真模拟分析 被引量：9

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作者 王凤辉 卢建霞 +3 位作者 李龙海 石加联 宋华 赵其杰 《塑性工程学报》 CAS CSCD 2003年第2期18-21,24,共5页

金属剪切过程是一种复杂的弹塑性大变形过程,同时还存在着应力与应变之间的物理非线性、位移与应变之间的几何非线性以及工具与试件之间的接触边界非线性等多重非线性关系。本文用计算机辅助工程(CAE)软件——高度非线性结构有限元分析... 金属剪切过程是一种复杂的弹塑性大变形过程,同时还存在着应力与应变之间的物理非线性、位移与应变之间的几何非线性以及工具与试件之间的接触边界非线性等多重非线性关系。本文用计算机辅助工程(CAE)软件——高度非线性结构有限元分析软件MARC对平等刃剪切机的剪切过程进行了三维弹塑性大变形仿真模拟,探索出一种求平行刃剪切机力能参数的数值仿真模拟方法。 展开更多

关键词 剪切力 弹塑性大变形 数值模拟 平行刃剪切机 有限元 仿真

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医用心血管支架的非线性有限元分析 被引量：12

17

作者 黄远 李林安 刘文西 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期139-148,共10页

经过扩张过程获得的医用心血管支架几何形状或力学结构对于其长期的生物相容性是非常重要的 ,研究支架的扩张过程具有重要的意义。本文采用非线性有限元法模拟了支架的自由扩张。在研究中 ,将支架扩张的整个过程看成由多个极短的平衡过... 经过扩张过程获得的医用心血管支架几何形状或力学结构对于其长期的生物相容性是非常重要的 ,研究支架的扩张过程具有重要的意义。本文采用非线性有限元法模拟了支架的自由扩张。在研究中 ,将支架扩张的整个过程看成由多个极短的平衡过程组成 ,在每个过程中支架所受载荷视为常量进行有限元分析 ,解决了支架所受非线性载荷 ;利用合适的边界条件 ,结合BFGS方法 ,在采用规定某个结点的位移增量以确定载荷增量的办法解决塑性大变形分析中结果不对称的难题下 ,较好地模拟了支架的自由扩张。计算结果和实验结果吻合得较好。本研究提出的医用心血管支架有限元分析方案是合理的。 展开更多

关键词 医用心血管支架 非线性有限元 分析 弹-塑性大变形

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基于物质点法金属体积成形过程的仿真 被引量：2

18

作者 谢桂兰 于超 +2 位作者 龚曙光 田杰 胡骏迪 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第22期3093-3097,3102,共6页

针对传统有限元法开展金属体积成形分析过程中存在的网格畸变,以及在常规无网格法分析中存在的本质边界条件施加困难等问题,建立了基于物质点法金属体积成形过程的仿真模型。因其背景网格积分采用了有限元形函数,从而有效地解决了边界... 针对传统有限元法开展金属体积成形分析过程中存在的网格畸变,以及在常规无网格法分析中存在的本质边界条件施加困难等问题,建立了基于物质点法金属体积成形过程的仿真模型。因其背景网格积分采用了有限元形函数,从而有效地解决了边界条件施加困难的问题。通过对圆柱顶镦和反向挤压等金属体积成形过程的仿真,并将仿真结果与实验和有限元结果进行了对比分析,结果显示物质点法不仅能有效地消除网格畸变,而且在金属发生大变形时其计算精度优于有限元法的计算精度。所得结论可为物质点法在弹塑性大变形分析中的应用提供指导。 展开更多

关键词 物质点法 弹塑性大变形 金属体积成形 数值模拟

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地铁制动电阻的强非线性热力耦合分析 被引量：1

19

作者 于建国 胡小锋 叶庆泰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期552-555,共4页

地铁用制动电阻在非线性动态热应力作用下发生弹塑性大变形。为分析变形机理 ,建立热力耦合的有限元模型 ,其中包括考虑热冲击和变形功影响而建立的非线性瞬态温度场模型 ,考虑几何非线性及材料非线性的位移场模型 ,求得改进应力场的最... 地铁用制动电阻在非线性动态热应力作用下发生弹塑性大变形。为分析变形机理 ,建立热力耦合的有限元模型 ,其中包括考虑热冲击和变形功影响而建立的非线性瞬态温度场模型 ,考虑几何非线性及材料非线性的位移场模型 ,求得改进应力场的最小二乘法模型。应用有限元程序自动生成系统 (finiteelementprogramgenerator ,FEPG)进行具体的求解计算。最终数值结果表明 ,计算变形与实际变形情况相符 ,验证了分析模型的有效性。根据每一迭代步的温度和位移解回归得到温度与变形的关系曲线 。 展开更多

关键词 地铁 制动电阻 非线性动态热应力 弹塑性大变形 热力耦合 有限元分析

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金属板材成形的静力隐式有限元分析与程序设计 被引量：2

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作者 蔡中义 李杰 李明哲 《金属成形工艺》 2001年第4期15-17,30,共4页

阐述了用于板材成形过程静力隐式数值模拟的弹塑性大变形有限元方法 ,基于给出的方法编制了板材成形过程数值模拟软件 ,并对矩形板的液压胀形进行了有限元分析 ,计算结果与典型的实验结果吻合很好。对球形模具拉伸成形过程进行了数值模... 阐述了用于板材成形过程静力隐式数值模拟的弹塑性大变形有限元方法 ,基于给出的方法编制了板材成形过程数值模拟软件 ,并对矩形板的液压胀形进行了有限元分析 ,计算结果与典型的实验结果吻合很好。对球形模具拉伸成形过程进行了数值模拟 。 展开更多

关键词 板材成形 静力隐式 弹塑性大变形 有限元 数值模拟 程序设计

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