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

在线阅读 下载PDF 职称材料

弹塑性大变形率问题的变分原理和应用 被引量：2

2

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

无网格Galerkin法在金属弹塑性大变形问题中的应用 被引量：1

3

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

条形基础稳定性弹塑性大变形有限元分析

4

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于中间构形的大变形弹塑性模型 被引量：1

5

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

钢/聚丙烯/钢复合板拉深中钢板变形有限元分析 被引量：1

6

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

7

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

平行刃剪切机剪切过程的有限元仿真模拟分析 被引量：9

8

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于物质点法金属体积成形过程的仿真 被引量：2

9

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

地铁制动电阻的强非线性热力耦合分析 被引量：1

10

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

11

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

齿轮精密锻造三维有限元分析

12

作者 詹先义 刘占芳 +1 位作者 刘道伦 刘众平 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期236-239,共4页

开发了齿轮精密锻造三维有限元分析软件系统 ,采用三维弹塑性大变形有限元分析方法 ,分析了精密锻造过程的力学响应 ,获得上模、精锻齿轮和下模应力与变形的详尽信息。

关键词 齿轮 三维有限元 弹塑性大变形 下模应力

在线阅读 下载PDF 职称材料

V型件翻边成形的数值模拟 被引量：3

13

作者 罗应兵 李大永 +2 位作者 张少睿 彭颖红 胡平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1398-1402,共5页

将Mindlin曲壳单元引入基于逐级更新的虚功率增率型原理,考虑板材的厚向各向异性,建立了大变形弹塑性有限元模型.对V型零件翻边成形进行了模拟,模拟和实验结果的比较证实了本模型的有效性.基于此模型,研究了零件张角、翻边部分初始长度... 将Mindlin曲壳单元引入基于逐级更新的虚功率增率型原理,考虑板材的厚向各向异性,建立了大变形弹塑性有限元模型.对V型零件翻边成形进行了模拟,模拟和实验结果的比较证实了本模型的有效性.基于此模型,研究了零件张角、翻边部分初始长度以及材料各向异性参数和应变硬化指数对V型零件翻边的影响.结果表明,几何形状,尤其是零件张角,对V型零件翻边成形性具有决定性的影响. 展开更多

关键词 Mindlin曲壳单元 V型零件翻边 厚向各向异性 大变形弹塑性有限元法

在线阅读 下载PDF 职称材料

超高分子薄膜双向拉伸的数值模拟

14

作者 吴沛飞 尚新春 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期92-98,共7页

针对一类超高分子聚合物薄膜材料(UHMWPE),通过单向拉伸实验获得了载荷-大变形曲线,并由弹塑性线性强化本构关系,拟合得到了相应的弹性模量、屈服应力、切线模量(硬化模量)等材料参数。将较大尺寸试件的有限元模拟结果和相应的实验结果... 针对一类超高分子聚合物薄膜材料(UHMWPE),通过单向拉伸实验获得了载荷-大变形曲线,并由弹塑性线性强化本构关系,拟合得到了相应的弹性模量、屈服应力、切线模量(硬化模量)等材料参数。将较大尺寸试件的有限元模拟结果和相应的实验结果进行对比,指出弹塑性线性强化本构关系可适用于UHMWPE薄膜大变形分析。应用弹塑性大变形有限元数值模拟了直线、抛物线、三次曲线、双圆弧等4种常见曲线导轨双向拉伸变幅区内的应力分布。为了减弱拐点处的应力集中,提出了圆弧-直线-圆弧的导轨曲线,计算分析表明,优化后的导轨曲线可以使变幅区薄膜的应力分布更加均匀,并且处于较低水平,达到了导轨优化的效果。 展开更多

关键词 超高分子聚合物薄膜 双向拉伸 弹塑性大变形有限元 导轨优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

数控弯管管材成形三维有限元分析

15

作者 詹浩 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期50-52,共3页

以CNC数控弯管管材复杂空间成形的工程问题为背景,用三维弹塑性大变形理论来研究和分析管材在特定模具下的成形过程,并且编制了三维弹塑性大变形有限元程序。实现了管材弯曲成形过程的模拟,获得了设计模具和确定工艺参数的有关参考数据... 以CNC数控弯管管材复杂空间成形的工程问题为背景,用三维弹塑性大变形理论来研究和分析管材在特定模具下的成形过程,并且编制了三维弹塑性大变形有限元程序。实现了管材弯曲成形过程的模拟,获得了设计模具和确定工艺参数的有关参考数据。通过实际管材在CNC弯曲过程中的计算,得到内部应力、应变分布及变形。再通过有限元分析,对于模具设计、弯管数据的修正,管材的材质、直径、壁厚的选取,以及加工中管材的弯裂、管壁起趋等现象的控制,提供了可靠科学的理论依据,提高经济效益。 展开更多

关键词 弹塑性大变形 管材成形 有限元程序

在线阅读 下载PDF 职称材料

单片式核燃料板轧制过程的数值模拟研究 被引量：1

16

作者 万继波 孔祥喆 +2 位作者 丁淑蓉 徐宏彬 霍永忠 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期511-517,共7页

针对UMo合金单片式核燃料板锆合金包壳材料应变率相关的力学本构关系,推导出其三维应力更新算法,相应地编写了定义其本构关系的VUMAT子程序并验证了程序的正确性;建立了对UMo合金单片式板元件的框架轧制过程进行计算模拟的有限元模型;... 针对UMo合金单片式核燃料板锆合金包壳材料应变率相关的力学本构关系,推导出其三维应力更新算法,相应地编写了定义其本构关系的VUMAT子程序并验证了程序的正确性;建立了对UMo合金单片式板元件的框架轧制过程进行计算模拟的有限元模型;利用显式动力有限元法,计算分析了复合坯内部的变形以及接触压强在轧制过程中的演化规律。研究结果表明,利用VUMAT用户材料子程序能方便正确地定义材料应变率相关的本构关系;燃料芯体与盖板之间的轧制接触压力随时间而演化,在靠近宽度方向的对称面处具有最大的接触压力。本研究为优化UMo合金单片式核燃料板的制造工艺参数提供了理论基础和计算手段。 展开更多

关键词 单片式核燃料板 轧制 数值模拟 大变形弹塑性 应变率相关

在线阅读 下载PDF 职称材料