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基于中间构形的级进模条料分步展开算法研究

锻压技术 2012年第2期37卷 42-46页

作者：许恒建柳玉起金伟章志兵华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

级进模条料设计过程中的主要难点在于中间构形的设计。针对级进模成形以弯曲变形为主的特点,提出了一种基于旋转变形的中间构形快速生成算法,该算法通过设置最终构形的旋转轴、固定区、变形区、非变形区、固定约束、形状约束、等长线以... 详细信息

级进模条料设计过程中的主要难点在于中间构形的设计。针对级进模成形以弯曲变形为主的特点,提出了一种基于旋转变形的中间构形快速生成算法,该算法通过设置最终构形的旋转轴、固定区、变形区、非变形区、固定约束、形状约束、等长线以及旋转角度等求解条件,通过曲面网格快速求解出中间构形,并以生成的中间构形网格作为参考构形,采用有限元逆算法,将最终构形展开到中间构形上以精确地获取中间构形的修边线。介绍了中间构形生成算法的实现流程,并在SolidWorks平台下采用二次开发技术,开发了一套完全无缝集成的级进模条料分步展开系统SW-CUX。以复杂连续折弯件的中间构形设计为例验证了该算法的可行性。

关键词：级进模条料设计中间构形有限元逆算法无缝集成

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率相关晶体塑性在有限元应用中的关键技术

塑性工程学报 2008年第1期15卷 7-13页

作者：李宏伟杨合孙志超西北工业大学材料学院西安710072

率相关晶体塑性在有限元应用中存在数值求解稳定性、精度和效率不能兼顾的问题,这是由于其数值化过程中的诸多关键技术相互的制约所致。文章讨论了这些关键技术,指出了建模采用的变形构形和控制方程的主未知量对求解计算的影响,研究了... 详细信息

率相关晶体塑性在有限元应用中存在数值求解稳定性、精度和效率不能兼顾的问题,这是由于其数值化过程中的诸多关键技术相互的制约所致。文章讨论了这些关键技术,指出了建模采用的变形构形和控制方程的主未知量对求解计算的影响,研究了本构计算的隐式和显式算法及数值技巧,并分析了有限元计算过程对本构求解的影响。基于对这些关键技术的研究及对其处理方法的探讨,简要给出了率相关晶体塑性隐式和显式模型及求解算法示例。圆棒料镦粗和杯形件拉深过程模拟研究表明,这些模型和算法能够较好地兼顾计算的稳定性、精度和效率,而且其结果也表明,文章对这些关键技术问题的处理是合理可行的。

关键词：晶体塑性率相关有限元数值算法中间构形控制方程

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基于解耦计算的多步快速成形有限元法

航空制造技术 2023年第9期66卷 14-22页

作者：鲍益东席洁秦雪娇刘永财南京航空航天大学南京210016 常州工学院常州213032

钣金零件是构成飞机机体和汽车车身的重要零部件。为缩短钣金件的生产周期,将有限元法用于零件设计初期评估零件的可制造性。为提高现有板料成形有限元法的计算效率,同时保证模拟精度,在一步快速成形有限元法的理论基础上,研究多步快速... 详细信息

钣金零件是构成飞机机体和汽车车身的重要零部件。为缩短钣金件的生产周期,将有限元法用于零件设计初期评估零件的可制造性。为提高现有板料成形有限元法的计算效率,同时保证模拟精度,在一步快速成形有限元法的理论基础上,研究多步快速成形有限元法,通过引入中间构形的方式来考虑板料成形过程中加载路径与变形历史的影响。中间构形的构造是多步快速成形有限元法的关键,采用解耦思想将中间构形分解为弯曲变形和拉伸变形两个独立的过程进行计算。在弯曲变形阶段,不考虑材料的流动,根据板料与模具之间的位置关系计算获得滑移约束面;在拉伸变形阶段,材料的流动限制在滑移约束面上,通过应力平衡迭代以及节点修正后获得中间构形。以典型的钣金零件为例进行成形模拟,与现有商业有限元软件在计算精度和效率上进行对比,验证了该算法的可行性和有效性。结果表明,所提出的算法能够快速地构造出合理的中间构形,且能够准确地预测零件的成形性和厚度分布。

关键词：多步快速成形有限元法中间构形解耦计算滑移约束面钣金成形

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基于NX平台的级进模连续展开系统

塑性工程学报 2012年第6期19卷 35-39页

作者：于红章志兵柳玉起许恒建华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074

基于NX平台,开发了级进模连续展开系统,主要解决级进模条料设计的中间构形设计问题。系统针对不同的钣金成形情况,提供了几何展开与成形展开两种展开方式,考虑了中性层偏移问题。对于旋转变形区域,开发的几何展开功能能够实现按角度展开... 详细信息

基于NX平台,开发了级进模连续展开系统,主要解决级进模条料设计的中间构形设计问题。系统针对不同的钣金成形情况,提供了几何展开与成形展开两种展开方式,考虑了中性层偏移问题。对于旋转变形区域,开发的几何展开功能能够实现按角度展开;对于复杂的变形区域,采用成形展开方式,将变形区展开到参考面上,并将与变形区相关联的区域跟随变形区的展开作随动旋转。其中,成形展开基于有限元逆算法,具有完整的前后处理功能。开发的展开功能,实现了条料中间构形的连续逆向展开,解决了级进模设计中的一个关键难题,突破了现有展开模块仅能实现完全展开的局限性。以一级进模设计实例,演示了开发的功能。

关键词： NX二次开发级进模中间构形连续展开有限元逆算法

有限塑性应变与应变率及其在晶体塑性中的表示

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力学学报 2000年第1期32卷 105-111页

作者：扶名福丁成辉南昌大学工程力学研究所南昌330029

首先对变形梯度的弹塑性乘积分解的唯一性问题进行了分析．结果表明在放松了的或中间构形上所定义的应变对应着唯一的乘积分解，即Ｌｅｅ分解，尔后分析研究了该类型的应变及应变率，建立了客观塑性应变率与变形率之间的关系．最后在不... 详细信息

首先对变形梯度的弹塑性乘积分解的唯一性问题进行了分析．结果表明在放松了的或中间构形上所定义的应变对应着唯一的乘积分解，即Ｌｅｅ分解，尔后分析研究了该类型的应变及应变率，建立了客观塑性应变率与变形率之间的关系．最后在不同构形中给出了塑性应变在晶体塑性中的表示，建立了塑性滑移率与塑性应变及应变率之间的关系．

关键词：有限塑性中间构形应变应变率晶体塑性

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基于NX的级进模连续展开技术研究与开发

基于NX的级进模连续展开技术研究与开发

作者：于红华中科技大学

学位级别：硕士

在级进模的设计过程中，条料设计是非常关键的一步。对于复杂零件来说，传统设计方法主要是使用经验公式，通过手工计算来展开钣金件，获取条料上每一个工位的构形。使用经验公式计算钣金件上弯曲部位和自由曲面的展开时，计算过程非常... 详细信息

在级进模的设计过程中，条料设计是非常关键的一步。对于复杂零件来说，传统设计方法主要是使用经验公式，通过手工计算来展开钣金件，获取条料上每一个工位的构形。使用经验公式计算钣金件上弯曲部位和自由曲面的展开时，计算过程非常繁琐而且容易出现误差。现有的钣金展开软件对于弯曲部位仅能实现完全展开，不能实现按角度展开。对于自由曲面部位仅能实现按修边线展开或者完全展平，而且展开结果是曲面，不是钣金实体，无法直接应用于设计，在实际应用中都有一定的局限性。因此，开发集成于CAD平台的钣金实体展开系统，辅助复杂级进模三维料带设计，提高设计质量是十分必要的。论文结合国家自然科学基金项目（No.50905067）“复杂汽车结构件多工位级进模条料设计的快速仿真模型与关键算法研究”。集成UG/NX平台，开发了面向级进模条料设计的钣金件连续展开系统。论文通过对现有CAD钣金展开和复杂级进模钣金件展开方法的研究，提出了几何和有限元逆算法相结合的钣金件展开方法，基于NX平台开发了复杂级进模连续展开系统，实现级进模条料上各工位的中间构形设计，展开结果均为钣金实体。其中，几何展开结合了经验公式和几何构形知识，能够实现弯曲部位的按角度展开;有限元逆算法展开能够实现复杂曲面的中间构形展开，并且在实现展开的同时，可以通过后处理系统显示展开部位的成形性，辅助结构设计和工艺规划。所开发的展开系统可以查看任意展开工步的构形及其后处理结果。最后，通过实例展示了本系统的钣金展开功能，并验证了系统的展开精度能够达到实际的工艺要求。

关键词： UG/NX二次开发级进模条料设计中间构形有限元逆算法 CAD/CAE集成

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车载柔性电子结构覆形技术研究

车载柔性电子结构覆形技术研究

作者：张桂涌大连理工大学

学位级别：硕士

新能源汽车有无废气排放、用车成本低的特点,受到了大众的欢迎。自动驾驶、主被动安全等功能的运用,使新能源汽车上电气化设备比重不断上升。当前汽车动力电池重量控制领域一直缺乏突破,而且汽车动力电池内部需要准确采集电池电压,温度... 详细信息

新能源汽车有无废气排放、用车成本低的特点,受到了大众的欢迎。自动驾驶、主被动安全等功能的运用,使新能源汽车上电气化设备比重不断上升。当前汽车动力电池重量控制领域一直缺乏突破,而且汽车动力电池内部需要准确采集电池电压,温度,电流等信息,势必导致内部线路错综复杂,使用柔性FPC代替既可以减轻重量,也可以减少组装工序。柔性电子线路的工作环境是狭窄、曲折,甚至空间折叠的,将柔性电子线路覆形在不规则曲面,可以减少空间占用,因此覆形是其中的核心环节。柔性电子线路的覆形是弹塑性、大变形的过程,普通基于CAD的几何映射方式得到的结果是不准确的,因此需要计算精度更好的成形算法。目前企业使用市面通用有限元软件的正向模拟增量法需要经过多道工序仿真,存在计算时间长的问题,不适合运用在柔性电子线路领域,因此从柔性电子线路的制备工艺出发,逆成形有限元方法成为更好的选择。目前有商业软件实现了一步逆成形算法,对于一般的车身部件具有良好的求解速度和精度,但是柔性FPC结构更加复杂,市面有限元求解器计算会有鲁棒性不好、求解精度不好,甚至无法计算的问题。因此为解决这些问题,本文研究内容如下:(1)本文提出一种中间构形的形面快速构造办法,通过忽略每个非线性迭代分析步的初应力和初应变得到。因为柔性电子结构有的存在最终构形,有的没有最终构形,本文提出的中间构形快速构造办法可以解决这个问题。不仅为覆形求解框架提供中间构形,也为没有中间构形的结构提供接近最终构形的构形。本文对该构造办法的有效性进行验证,为多步逆柔性电子结构覆形求解框架奠定基础。算例分析表明,本文提出的中间构形快速构造办法构造的中间构形与真解比较是理想的,满足使用要求。(2)本文提出一种基于多步逆的柔性电子结构的覆形求解框架,将冲压领域大变形成形算法运用在该领域可以实现在三维不可展曲面的覆形,解决目前企业使用商业软件进行相关计算中存在的计算时间长甚至不收敛的问题。柔性电子结构形状复杂,在覆形计算过程中存在大量负角等问题。本文首先将存在负角问题的部位进行裁剪,再使用一步逆方法分别展平,使用本文的FPC“缝合”算法进行缝合,最后经过迭代得到完整的展平构形。为了保证精度,通过不断的映射与展平,对比同一节点的位移差,当差值在误差范围内为收敛,否则继续迭代,最终得到一个准确的FPC空间构形。这种方式实现了构形由空间中的迭代转向了在平面上迭代,简化了计算流程。综上,本求解框架结合了正向模拟增量法和一步逆成形算法的优点,既节省时间又保证计算精度。

关键词：柔性电子结构覆形中间构形多步逆成形有限元法

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基于乘法分解弹塑性的有限元平衡方程及简化

装甲兵工程学院学报 1997年第2期11卷 5-10页

作者：朱有利徐滨士马世宁全军装备维修表面工程研究中心北京100072

主要研究了乘法分解弹塑性在大变形有限元程序中的实现.首先建立了纠正的拉格朗日描述下的平衡方程.并导出了其一致线性化形式,然后以中间构形弹性对数应变张量及与其功共轭的应力张量为共轭应力应变度量代入平衡方程对其进行简化与对... 详细信息

主要研究了乘法分解弹塑性在大变形有限元程序中的实现.首先建立了纠正的拉格朗日描述下的平衡方程.并导出了其一致线性化形式,然后以中间构形弹性对数应变张量及与其功共轭的应力张量为共轭应力应变度量代入平衡方程对其进行简化与对称化处理以形成便于程序实现的Jaco-bian矩阵.采用所建立的有限元公式对圆柱形试件的单向拉伸过程进行了数值模似.

关键词：有限单元法中间构形平衡方程

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浅议材料的损伤描述

江西科技师范大学学报 1999年第3期5卷 46-48页

作者：童智能

本文以物质的微观结构为背景。

关键词：损伤变量中间构形内变量非线性连续介质力学本构方程损伤材料微观缺陷损伤因子非弹性变形唯象方法