不同厚度下船舶板材高频感应自由弯曲成形

应用ANSYS软件建立高频感应自由弯曲有限元模型,研究了船板高频感应成形板厚对可加热温度、变形角度、应力、变形及冷却后的残余应力的影响。结果表明:不同厚度的船舶板材可加热温度皆在860℃以上进入奥氏体温度区。在无约束、忽略船板自重的情况下,不同厚度的船舶板材单面弯曲角度在10-2数量级;加热结束后,不同厚度的船舶板材的应力都达到屈服应力,发生了塑性变形。冷却结束后残余应力主要集中在线圈正下方。随着板厚的增加,可加热温度下降,并在中厚板区有波动;弯曲角度先增加,后减小;最大残余应力先减小,后增加。在给定加热频率和功率条件下,船板的高频感应加热变形的最有效厚度为14 mm。     

重力对板材滚弯成形半径的影响

板材在滚弯成形时，已成形部分的曲率半径由于重力的作用会发生变化，使得测量变得困难。文中对板材在辊弯机上滚弯成形时的重力对成形半径的影响进行了探讨，针对具体的辊弯机和不同厚度的板材用有限元进行了理论计算，得出了重力引起的位移随板厚的变化关系。     

金属挤压成型的数值模拟技术研究

对于许多加工过程中的接触问题，要想得到一个合理的结果一直比较困难，这是因为，在这些加工过程中，工件在产生变形的同时往往伴随着温度的变化。温度与位移两种不同场变量之间存在很强相互作用（即热－机耦合）。应用大型有限元程序MARC成功地对金属挤压成型过程进行了数值模拟，计算结果经分析，认为是合理的，此结果可用于算例分析，也可为进行结构设计人员提供设计参考。     

板材成形模拟中模具曲面的描述和光顺

为解决在有限元中曲线、曲面的描述和光顺问题，提出一种适合有限元模拟的模具曲面修正方法．采用基于点的曲面表达方式描述模具曲面，利用原始型值点与修正后的型值点之间的误差描述光顺，并利用ABAQUS软件建立了相应的计算机模拟系统．模拟结果表明，该系统适用于采用有限元模拟模具曲面修正．     

微注射成形实验与数值模拟

为研究注射料的流动性和模腔形状的复制能力,加工了含有微流道的模具,在微注射系统上进行了微注射实验.应用基于矢量化显式算法的程序,在不同壁面边界条件下,对微注射实验进行了模拟.结果表明:在注射料温度220 ℃、模具温度40 ℃、注射流量为20 mm3/s、注射时间1 s、保压时间10 s的注射工艺条件下,聚丙烯能较好的复制长5 mm,宽1.5 mm和厚0.8 mm的微流道形状.采用滑移边界条件的微注射模拟结果与实验结果一致,说明微注射中存在边界滑移速度.     

圆柱形模具中金属板条弯曲成形过程模拟

讨论了采用有限变形有限元法所涉及的基本算法，并模拟了圆柱形模具中金属板条弯曲成形过程，模拟结果与试验结果一致并正确地反映了成形过程中出现的现象。     

金属板件冲压过程的数值模拟

本文介绍以大时间增量方法求解金属板件冲压成形数值模拟的原理及实施方式。讨论了与之相关具有接触和摩擦几何非线性问题的描述方法，并给出二维问题的算例。     

带裂缝沥青小梁弯曲破坏的数值模拟

应用真实破裂过程分析系统(RFPA 2D),数值模拟与分析了带裂缝沥青混凝土小梁在三分点加载条件下的应力分布状态及其变化规律,讨论了沥青混合料的均质度、裂缝深度、裂缝与加载中心距离对含有竖向裂缝试样的裂纹扩展规律及断裂破坏的影响.模拟过程表明,试件本身的非均匀特性对破坏峰值强度,声发射次数分布规律及其裂纹的扩展有很大的影响.同时,梁的裂缝越深,与加载中心距离越小,则它的破坏峰值强度越小.     

金属成形数值模拟算法及软件开发

以实现拥有部分算法特色的金属成形定制化CAE （computer-aided engineering）软件为目的,在自主开发的OmtDesk平台基础上,嵌入金属成形数值计算程序.首先,以双势理论为基础,运用Uzawa算法求解金属成形中的接触摩擦问题;其次,采用建立在更新拉格朗日框架上的返回映射算法,求解金属成形中材料非线性问题;最后,通过压缩回弹和挤压成形两个数值算例,验证了自主开发的金属成形定制化CAE软件FEM/Form的准确性与通用性,并将求解结果与ANSYS对比.在压缩回弹算例中,采用ANSYS得到10–3 mm量级的穿透量,相同算例采用FEM/Form则能将穿透量控制在10–7 mm量级,说明采用双势接触模块能更加精确地控制金属成形数值模拟中的穿透量,使金属成形过程更加准确.      

各向异性铝合金板材本构关系及其有限元模拟

为了减轻自身重量,采用铝合金板材和冲压成形工艺制造高速列车车体已经成为现代化铁路车辆的发展方向.但是,铝合金板材的力学性能是各向异性的,其冲压成形过程复杂,变形规律不易把握.采用Barlat三参数屈服准则获得了各向异性铝合金板材的应力应变关系曲线,并通过有限元模拟和拉伸实验进行了对比验证,结果表明采用Barlat三参数屈服准则获得的各向异性铝合金板材的应力应变关系曲线可应用于各向异性铝合金板材的有限元分析,并初步对各向异性铝合金板材的冲压成形过程进行了非线性接触有限元模拟,获得了比较理想的有限元分析结果,这对改进高速列车车体加工工艺、缩短冲压模具调试周期、降低生产成本具有积极的意义.     

板材弯曲伸长的理论研究

板材在塑性弯曲时，由于中心层会发生内移，使得板材变拉伸的区域扩大，受压缩的区域减少，从而使板材的平均长度增加，在分析板材滚弯变形时的应力应变的基础上，运用弹塑性理论对板材的中性层移动、厚度减薄及长度增加进行了分析计算。     

注射成形填充模拟的修正算法

为提高注射成形过程数值模拟结果的准确性,采用类似迎风法的概念,通过对平流方程作为填充状态控制方程而导致模拟失真原因的分析,提出了相应的数值修正算法.该方法在高效显式数值模拟算法和有限元软件基础上,通过对模型内流体速度场的系统性操作,削弱空气流动速度场对喂料填充的不真实影响,使得填充状态的输送更基于流动前沿面后部的流场作用,并对⊥型和L型模腔进行了数值仿真.结果表明:该方法能有效抑制填充流的失真现象,实现了在流动过程中流向发生大角度变化模腔的正确填充过程.      

阳宗隧道试验段动态开挖过程的数值模拟研究

根据昆明—石林高速公路阳宗隧道S5型支护衬砌设计优化调整方案和XK38 926断面现场监控量测数据，进行位移反分析，得到计算所需的围岩弹性模量E和侧压力系数Ko；然后运用有限元方法，对其试验洞段上下台阶开挖动态施工过程进行仿真数值模拟研究，从而反馈调整和指导施工．     

金属铸造过程的数值模拟方法探讨

在模拟铸铁凝固过程中，提出了新的微观结构与宏观传热相耦合的模型，从而能较合理地预测铸件内部的凝固速率，变形状态及应力分布。     

船体外板冷弯成形回弹数值模拟关键技术研究

如何精确的预测出回弹量在船体外板冷弯成形中是一个非常关键的因素,有限元数值模拟技术的引入,为推动回弹问题的解决提供了有利的工具.文章基于船体外板多点成形技术冷压成形的回弹数值模拟的数学模型的建立问题,重点介绍了本构模型、单元类型、数值计算方法的选择及接触与摩擦的处理等,为后续的回弹模拟研究奠定了基础.     

催化转化器非稳态温度场的数值模拟

采用数值模拟的方法比较了催化转化器白载体和催化剂载体的非稳态温度场，并考察了载体壁厚对催化剂载体非稳态温度场的影响．结果表明，白载体与催化剂载体的升温特性不同；减小载体壁厚能够改善催化剂载体的非稳态升温特性．     

阳宗隧道试验段动态开挖过程的数值模拟研究

根据昆明—石林高速公路阳宗隧道S5型支护衬砌设计优化调整方案和XK38+926断面现场监控量测数据,进行位移反分析,得到计算所需的围岩弹性模量E和侧压力系数K_0;然后运用有限元方法,对其试验洞段上下台阶开挖动态施工过程进行仿真数值模拟研究,从而反馈调整和指导施工。     

C2S2法中剪切应变的理论分析及其数值模拟

C2S2(板材连续剪切变形技术)是一种针对于细化薄板材料晶粒尺寸的全新的材料加工技术,通过这种技术可以使板的晶粒度降低至亚微米级或者纳米级.介绍了板材连续剪切变形技术的基本原理,对其所产生的剪切应变进行了计算和理论分析,并采用了有限元软件MAFAP4.0对其成形过程进行了模拟,模拟结果表明:挤出角Φ、外弧角Ψ等因素对材料的变形量有不同程度的影响.     

C2S2法中剪切应变的理论分析及其数值模拟

C2S2(板材连续剪切变形技术)是一种针对于细化薄板材料晶粒尺寸的全新的材料加工技术,通过这种技术可以使板的晶粒度降低至亚微米级或者纳米级.介绍了板材连续剪切变形技术的基本原理,对其所产生的剪切应变进行了计算和理论分析,并采用了有限元软件MAFAP4.0对其成形过程进行了模拟,模拟结果表明:挤出角Φ﹑外弧角Ψ等因素对材料的变形量有不同程度的影响.