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基于摄动法的拉弯成形工艺分析

清华大学学报（自然科学版） 2009年第5期49卷 647-651页

作者：谷诤巍蔡中义徐虹吉林大学材料科学与工程学院长春130025

该文介绍了分析拉弯成形的摄动方法。将横向曲率比较小的双凸工件分成与模具表面的接触区和一端受夹钳约束的自由区。假定这2个区的应力-应变状态分量与柱面拉弯成形及均匀拉伸的应力-应变状态分量只相差一个很小的量,建立摄动计算格式... 详细信息

该文介绍了分析拉弯成形的摄动方法。将横向曲率比较小的双凸工件分成与模具表面的接触区和一端受夹钳约束的自由区。假定这2个区的应力-应变状态分量与柱面拉弯成形及均匀拉伸的应力-应变状态分量只相差一个很小的量,建立摄动计算格式,进行变形分析。应用数值模拟软件对拉弯成形件轮廓精度误差的影响因素进行了模拟分析,据此对不锈钢车体的车顶弯梁的拉弯成形进行工艺开发与模具设计,开发出高精度拉弯模具,消除了成形缺陷,获得了高精度高质量的拉弯件。

关键词：拉弯成形摄动法数值模拟

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基于静力隐式方法的板料成形过程数值模拟

农业机械学报 2001年第6期32卷 110-113页

作者：蔡中义李杰李明哲吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室吉林大学辊锻研究所

介绍了板料成形静力隐式弹塑性有限元数值模拟的基本理论和接触界面数值模拟技术以及增量过程应力计算的回映技术。基于这些方法开发了静力隐式程序 ,对球形模具拉伸成形过程进行了数值模拟 ,计算结果与文献 [8]的计算结果吻合很好。

关键词：板材成形数值模拟有限元法静力隐式法

三维曲面连续辊压成形的力学机制及弯曲变形的计算

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机械工程学报 2013年第2期49卷 35-41页

作者：蔡中义李明哲吉林大学辊锻工艺研究所长春130025

连续辊压成形是一种板料成形新方法,采用两个弯曲的成形辊可加工出三维曲面零件。对连续辊压中从板料到曲面的变形过程进行力学分析,并对变形与材料模型进行简化,根据成形曲面中的内力平衡方程,建立控制纵向(成形辊滚动方向)弯曲变形的... 详细信息

连续辊压成形是一种板料成形新方法,采用两个弯曲的成形辊可加工出三维曲面零件。对连续辊压中从板料到曲面的变形过程进行力学分析,并对变形与材料模型进行简化,根据成形曲面中的内力平衡方程,建立控制纵向(成形辊滚动方向)弯曲变形的基本方程,给出由辊压应变计算纵向弯曲曲率半径的公式及上、下成形辊之间辊缝的设计方法。分析表明,当辊压初应变在截面高度方向线性分布时,最终的成形曲面中没有残余应力,纵向弯曲变形的曲率由横截面上的最大高度差及横截面上压缩率差这两个参数来决定。通过分析得到实现曲面辊压成形的条件,获得横截面上压缩率差以及成形曲面几何参数对纵向弯曲的影响规律。通过曲面连续辊压成形的实例,说明所提出理论与公式的有效性。

关键词：板材连续成形弯曲辊辊压曲面

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板材三维曲面零件的坯料计算与变形逆分析

中国机械工程 2004年第8期15卷 713-716页

作者：蔡中义郭伟李明哲吉林大学辊锻工艺研究所长春130025

坯料计算是板材三维曲面零件成形工艺设计的重要问题之一。根据变形均匀原则及材料体积不变条件建立了一种基于三角形网格的坯料计算方法 ,该方法通过迭代格式使目标泛函极小化 ,得到零件的初始坯料。根据平面应变假定及三角形单元常应... 详细信息

坯料计算是板材三维曲面零件成形工艺设计的重要问题之一。根据变形均匀原则及材料体积不变条件建立了一种基于三角形网格的坯料计算方法 ,该方法通过迭代格式使目标泛函极小化 ,得到零件的初始坯料。根据平面应变假定及三角形单元常应变条件 ,进行了由目标零件到坯料的变形逆分析。通过多点成形实验检验了坯料计算方法的精度与可靠性。

关键词：板材坯料三角形网格有限元多点成形

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板材多点成形过程的有限元分析

计算力学学报 2002年第3期19卷 270-275页

作者：蔡中义李明哲付文智吉林大学辊锻工艺研究所长春130025

多点成形过程采用静力隐式格式进行数值模拟是比较合适的。本文建立了用于多点成形过程分析的静力隐式弹塑性大变形有限元方法 ,给出了对稳定迭代收敛过程效果较好的板壳有限单元模型、处理多点不连续接触边界的接触单元方法以及增量变... 详细信息

多点成形过程采用静力隐式格式进行数值模拟是比较合适的。本文建立了用于多点成形过程分析的静力隐式弹塑性大变形有限元方法 ,给出了对稳定迭代收敛过程效果较好的板壳有限单元模型、处理多点不连续接触边界的接触单元方法以及增量变形过程中应力及塑性应变计算的多步回映计算方法。基于这些方法编制了计算软件 ,应用该软件进行了矩形板的液压胀形过程及球形模具拉伸成形过程的有限元分析 ,数值计算结果与典型的实验结果及计算结果吻合很好。最后给出了球形、圆柱形目标形状的实际多点成形过程的数值模拟结果。

关键词：板材多点成形静力隐式有限元法数值模拟弹塑性金属板材

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基于能量极小准则的曲面再现与光顺

计算机辅助设计与图形学学报 2002年第8期14卷 758-762页

作者：蔡中义吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室

根据能量最小原理及数据逼近理论 ,提出一种基于散乱数据重建光顺自由曲面的方法 .该方法采用 Her-m ite单元极小化目标泛函 ,再现的曲面全场 C1或 C2连续 .这种结合能量光顺的有限元方法抑制了输入数据中噪声的影响 ,可给出曲面一阶导... 详细信息

根据能量最小原理及数据逼近理论 ,提出一种基于散乱数据重建光顺自由曲面的方法 .该方法采用 Her-m ite单元极小化目标泛函 ,再现的曲面全场 C1或 C2连续 .这种结合能量光顺的有限元方法抑制了输入数据中噪声的影响 ,可给出曲面一阶导数甚至二阶导数 .讨论光顺因子对计算精度的影响。

关键词：能量极小准则曲面再现光顺曲面重建数据逼近 Hermite单元散乱数据 CAD CAM

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板材多点反复成形的残余应力分析

机械工程学报 2000年第1期36卷 50-54页

作者：李明哲蔡中义刘纯国吉林工业大学辊锻研究所长春130025

基于对曲板弹塑性弯曲的理论分析，提出了适于板条反复成形应力分析的近似方法，给出了残余应力的计算公式，并对板条反复纯弯曲变形过程的残余应力进行了分析。结果表明，适当选择反复成形的加载路径，可使残余应力明显降低。

关键词：板材多点成形弹塑性弯曲反复成形残余应力

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板材成形回弹数值分析的静力隐式方法

中国机械工程 2002年第17期13卷 1458-1461页

作者：蔡中义李明哲李湘吉吉林大学辊锻工艺研究所长春市130025

给出了板材成形加载过程、卸载过程数值模拟的静力隐式有限元方法 ,通过平衡迭代求解有限元方程 ,并采用隐式算法进行应力积分及接触压力计算。这种方法应力计算准确 ,因而回弹计算结果具有较高的精度。数值计算表明 ,纯弹性板大变形卸... 详细信息

给出了板材成形加载过程、卸载过程数值模拟的静力隐式有限元方法 ,通过平衡迭代求解有限元方程 ,并采用隐式算法进行应力积分及接触压力计算。这种方法应力计算准确 ,因而回弹计算结果具有较高的精度。数值计算表明 ,纯弹性板大变形卸载后能够完全恢复到原始形状 ,说明该方法对几何非线性问题的分析是非常准确的。最后对板材柱面、球面成形的回弹进行了分析。

关键词：板材成形回弹静力隐式弹塑性有限元数值分析

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大变形中摩擦接触问题的数值模拟及应用

应用力学学报 2002年第2期19卷 1-4页

作者：蔡中义李明哲陈庆敏吉林大学辊锻研究所长春130025

大变形的摩擦接触是复杂的非线性问题 ,本文介绍了一种处理摩擦接触问题的数值方法。采用接触单元技术模拟接触界面 ,基于弹塑性理论形式的非经典Coulomb摩擦定律及罚函数方法建立了摩擦接触的增量本构关系。结合大变形的增量分析格式... 详细信息

大变形的摩擦接触是复杂的非线性问题 ,本文介绍了一种处理摩擦接触问题的数值方法。采用接触单元技术模拟接触界面 ,基于弹塑性理论形式的非经典Coulomb摩擦定律及罚函数方法建立了摩擦接触的增量本构关系。结合大变形的增量分析格式给出了积分摩擦接触本构方程的回映方法。这种处理摩擦接触问题的方法计算简单、使用方便。

关键词：摩擦接触 Coulomb定律大变形有限元数值模拟