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有限元逆算法在钣金设计和成形模拟中的应用

组合机床与自动化加工技术 2003年第6期 36-37页

作者：胡苏谢兰生广州羊城汽车有限公司广东广州510405 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

主要介绍了有限元逆算法的基本理论以及近年来逆算法在板件设计以及成形形模拟中的应用 ,并且指出了在成形模拟应用中 ,逆算法有待改善的方面。

关键词：钣金设计成形模拟有限元逆算法板料成形

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有限元逆算法在钣金展开中的应用

有限元逆算法在钣金展开中的应用

作者：唐于芳南京航空航天大学

学位级别：硕士

在冲压板料成形加工中,钣金件展开计算非常重要。求得钣金件的展开毛坯,是分析钣金件变形程度、设计工艺以及拟定工艺规程的前提。合理的毛坯形状和尺寸,可以明显改善冲压过程中板料变形不均匀的现象,充分发挥金属的成形性能。在钣金件... 详细信息

在冲压板料成形加工中,钣金件展开计算非常重要。求得钣金件的展开毛坯,是分析钣金件变形程度、设计工艺以及拟定工艺规程的前提。合理的毛坯形状和尺寸,可以明显改善冲压过程中板料变形不均匀的现象,充分发挥金属的成形性能。在钣金件的展开方法中,基于全量理论的有限元逆算法只考虑初始构形及最终构形两个形态,计算速度快,是一种高效的展开算法。在给定工艺条件下,逆算法能快速计算出钣金件的毛坯形状,以及最终的应力、应变分布和厚度变化等信息。本文详细阐述了板料成形基本理论,对有限元逆算法的基本原理和实施过程进行了介绍;使用比例加载条件下的材料厚向异性本构关系和简单有效的三角形膜单元,研究了模具对工件作用力、压边力、拉延筋约束阻力的简化计算方法,建立了相应的有限元逆算法方程,并编写了计算机程序。用有限元逆算法展开程序对矩形盒和L形盒进行了展开计算,并将计算结果与增量有限元软件DYNAFORM和PAMSTAMP的模拟结果进行了分析比较。分析结果显示:在工程精度范围内,有限元逆算法计算结果与增量有限元计算结果基本吻合,但逆算法的计算速度大大高于增量有限元法,节省了大量时间。实例分析表明有限元逆算法是一种有效的展开算法,在产品初期设计阶段具有较大的应用价值。最后在完成三角形单元的基础上,本文又推导了基于四节点四边形等参单元的有限元逆算法控制方程;完成了基于四边形等参单元的前期处理部分的设计和编程工作。

关键词：钣金成形有限元逆算法压边力等效拉延筋四边形等参单元

有限元逆算法在汽车覆盖件冲压成形数值模拟中的应用研究

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有限元逆算法在汽车覆盖件冲压成形数值模拟中的应用研究

作者：陈国强华中科技大学

学位级别：硕士

车身是汽车产品的重要部分,也是产品占领市场的重要因素之一。而汽车覆盖件的质量对车身质量起着最为重要的影响,这就促使人们对其不断地进行探索和研究,也使得板料冲压成形理论和成形技术的研究不断深化。但由于汽车车身覆盖件大都是... 详细信息

车身是汽车产品的重要部分,也是产品占领市场的重要因素之一。而汽车覆盖件的质量对车身质量起着最为重要的影响,这就促使人们对其不断地进行探索和研究,也使得板料冲压成形理论和成形技术的研究不断深化。但由于汽车车身覆盖件大都是尺寸大、形状复杂的空间三维曲面,并且开发周期短、变化快、质量要求高,因此需要一种快速、有效和可靠的工具用来支持汽车覆盖件的开发。以现代计算机技术为背景的有限元板料成形数值模拟技术正是这样一种有效分析工具。本文主要进行了基于全量理论的有限元逆算法在板料成形数值模拟中的应用研究。首先阐述了板料成形基本理论,对有限元逆算法的基本原理和实施过程进行了介绍,使用比例加载条件下的材料厚向异性本构关系和简单有效的三角形薄膜单元,研究了成形过程中摩擦力和拉深筋约束阻力的等效计算方法,推导得到了相应的有限元方程。采用有限元逆算法数值模拟了L-形方盒件的冲压成形过程,计算结果与试验结果及增量有限元结果进行了比较分析,结果表明:有限元逆算法结果与试验结果基本吻合,而且有较高的精度,在产品初期设计阶段具有较大的应用价值。本文还以汽车后翼子板为例,使用有限元逆算法模拟计算得到了其初始毛坯形状、最终构形的应力应变状态及厚度分布,并进行了板料成形性分析,预测了冲压过程中可能产生的成形缺陷,探讨了预防和控制缺陷产生的措施。

关键词：板料成形数值模拟有限元逆算法汽车覆盖件成形缺陷

基于弧长法的有限元逆算法在板料成形中的应用

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热加工工艺 2009年第11期38卷 82-85页

作者：兰箭张靖暹张沔利舒茂盛武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070

有限元逆算法能够预测冲压产品的毛坯展开形状和应变分布。初始解的确定是有限元逆算法的关键问题,它往往会引起单元拓扑关系的变化。经过研究,提出了弧长法,通过计算出最终构形上每个节点到所选取的弧长起始点之间的弧长,能够将产品的... 详细信息

有限元逆算法能够预测冲压产品的毛坯展开形状和应变分布。初始解的确定是有限元逆算法的关键问题,它往往会引起单元拓扑关系的变化。经过研究,提出了弧长法,通过计算出最终构形上每个节点到所选取的弧长起始点之间的弧长,能够将产品的最终构形准确的映射到初始平面,并保持每个单元的拓扑关系,所获得初始解能够使有限元逆算法迅速收敛。通过圆盒件和类车门件的应用实例,证明了基于弧长法的有限元逆算法能高效和精确地对板料成形工艺方案进行快速评价。

关键词：有限元逆算法弧长法毛坯展开板料成形

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板金展开有限元逆算法

板金展开有限元逆算法

作者：杨晨南京航空航天大学

学位级别：硕士

板料成形加工中，板金件展开计算非常重要，因为毛料形状和尺寸对板金成形件质量有显著的影响。板金展开方法中，有限元逆算法计算精度较好、计算速度较快，是一种高效的展开算法;在给定工艺条件下，逆算法能快速地计算板金件毛料轮廓... 详细信息

板料成形加工中，板金件展开计算非常重要，因为毛料形状和尺寸对板金成形件质量有显著的影响。板金展开方法中，有限元逆算法计算精度较好、计算速度较快，是一种高效的展开算法;在给定工艺条件下，逆算法能快速地计算板金件毛料轮廓和应变、应力分布。本文详细阐述了板金展开逆算法的理论和方法，对板料初始展开序列计算的线性映射法进行了部分改进，提高了其数值稳定性和收敛速度;并成功编制了一套板金展开逆算法程序。用本文程序计算了典型板金件—方盒、油底壳和锥形盆的毛料轮廓，并与商用软件FastBlank的计算结果进行了比较，两者吻合良好;最后，用本文程序为某风扇叶片进行了展开计算，并对其毛料形状进行了实际成形校验，结果令人满意。

关键词：板金成形板金展开计算数值模拟有限元逆算法

基于弧长法的有限元逆算法及其在板料成形中的应用

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基于弧长法的有限元逆算法及其在板料成形中的应用

作者：张靖暹武汉理工大学

学位级别：硕士

在冲压板料成形加工中,毛坯展开计算非常重要。求得板料的展开毛坯,是分析板料变形程度、设计工艺以及拟定工艺规程的前提。合理的毛坯形状和尺寸,可以明显改善冲压过程中板料变形不均匀的现象,充分发挥金属的成形性能。在板料的展开方... 详细信息

在冲压板料成形加工中,毛坯展开计算非常重要。求得板料的展开毛坯,是分析板料变形程度、设计工艺以及拟定工艺规程的前提。合理的毛坯形状和尺寸,可以明显改善冲压过程中板料变形不均匀的现象,充分发挥金属的成形性能。在板料的展开方法中,基于全量理论的有限元逆算法只考虑初始构形及最终构形两个形态,计算速度快,是一种高效的展开算法。在给定工艺条件下,逆算法能快速计算出板料的毛坯形状,以及最终的应力、应变分布和厚度变化等信息。本文详细阐述了板料成形基本理论,对有限元逆算法的基本原理和实施过程进行了介绍;使用比例加载条件下的材料厚向异性本构关系和简单有效的三角形膜单元,建立了相应的有限元逆算法方程,并编写了计算机程序。然后以ABAQUS为平台,通过其用户单元UEL模块,利用ABAQUS/Standard求解器对有限元逆算法的非线性方程组进行求解。初始解的确定是有限元逆算法的关键问题,往往会产生单元拓扑关系的变化。因此,初始解不仅能影响逆算法的收敛速度,更能决定逆算法计算结果是否正确。经过研究,提出了弧长法,通过单元追踪计算出最终构形上每个节点到所选取的弧长起始点之间的弧长,能够将产品的最终构形准确的映射到初始平面,并保持每个单元的拓扑关系,所获得初始解能够使有限元逆算法迅速收敛。用有限元逆算法对圆盒件和类车门件进行了展开计算,并将计算结果与增量有限元软件DYNAFORM和试验的结果进行了分析比较。分析结果显示:在工程精度范围内,有限元逆算法计算结果与增量有限元计算结果基本吻合,但逆算法的计算速度大大高于增量有限元法,节省了大量时间。实例分析表明有限元逆算法是一种有效的板料展开算法,在产品初期设计阶段具有较大的应用价值。最后在完成三角形膜单元的基础上,本文又推导了基于四节点四边形等参单元有限元逆算法的部分公式,并用弧长法求出了四边形等参单元的初始解,为四边形有限元逆算法的完成打下了良好的基础。

关键词：有限元逆算法弧长法毛坯展开板料成形

有限元逆算法在汽车覆盖件数值模拟成形中的应用

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电加工与模具 2011年第4期 33-36页

作者：陈岚涛万里翔徐璋周伟西南交通大学机械工程学院四川成都610031

介绍了有限元逆算法的基本原理和方法,应用板料成形有限元分析软件DYNAFORM,根据已完成工艺补充的汽车覆盖件几何模型来预测它的坯料形状和可成形性,并生成合理的排样方式,以达到缩短产品开发周期、节约成本的目的。

关键词：有限元逆算法汽车覆盖件 DYNAFORM

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基于三角形膜单元的钣金成形有限元逆算法

山东大学学报（工学版） 2007年第2期37卷 16-20页

作者：唐于芳高霖南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

以三角形膜单元为基础,推导了精度较高的有限元逆算法.算法中考虑了摩擦、压边力、拉延筋等实际工艺条件,并实现了计算机程序.利用此程序可以计算出与冲压件相对应的毛坯的展开形状,冲压件最终的应力、应变分布和厚度变化率等信息.以锥... 详细信息

以三角形膜单元为基础,推导了精度较高的有限元逆算法.算法中考虑了摩擦、压边力、拉延筋等实际工艺条件,并实现了计算机程序.利用此程序可以计算出与冲压件相对应的毛坯的展开形状,冲压件最终的应力、应变分布和厚度变化率等信息.以锥形盆为例,验证了根据有限元逆算法设计的毛料展开程序在毛料展开中的有效性和精确性.实例分析表明在工程允许精度范围内,有限元逆算法可对板料成形工艺方案进行快速评价,优化冲压工艺参数,是一种有效的钣金展开算法.

关键词：三角形膜单元毛料展开有限元逆算法钣金成形模拟

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改进型逆有限元法在弯曲成形模拟中的应用

机械工程学报 2004年第11期40卷 113-116页

作者：那景新焦健闫亚坤胡平吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室长春130022 吉林大学机械科学与工程学院长春130022

研究了汽车车身中以弯曲为主要特征的结构件成形特点,对一步成形逆有限元法进行了改进,提出了一种基于截面线不动点轨迹线展开的初始场预示算法,将其应用于弯曲成形件的一步成形模拟中。对客车牵引架和货车纵梁(前端)两个实际算例进行... 详细信息

研究了汽车车身中以弯曲为主要特征的结构件成形特点,对一步成形逆有限元法进行了改进,提出了一种基于截面线不动点轨迹线展开的初始场预示算法,将其应用于弯曲成形件的一步成形模拟中。对客车牵引架和货车纵梁(前端)两个实际算例进行了一步成形模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比,收到良好效果。

关键词：弯曲成形有限元逆算法不动点轨迹线