检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2011年第4期47卷 47-52页

作者：唐炳涛鹿晓阳山东建筑大学力学研究所济南250101 山东大学材料科学与工程学院济南250061

传统板料成形反向模拟法的本构关系是建立在塑性形变理论的基础上,无法考虑变形历史的影响。提出一种新型有效的多步反向模拟法,采用弹塑性材料模型提高计算精度;引入DKT12薄壳单元考虑类似模具圆角处的弯曲—反弯曲效应等应变历史的影... 详细信息

传统板料成形反向模拟法的本构关系是建立在塑性形变理论的基础上,无法考虑变形历史的影响。提出一种新型有效的多步反向模拟法,采用弹塑性材料模型提高计算精度;引入DKT12薄壳单元考虑类似模具圆角处的弯曲—反弯曲效应等应变历史的影响。提出一种基于塑性流动理论的本构方程,可以快速准确地处理弹/塑性变形及加载/卸载状况,提高了应力计算精度。在应力应变更新计算中引入等效应力思想,避免了大量迭代计算,保证数值计算稳定性的同时,提高了计算效率。研究的理论成果已成功实现在自主开发的板料成形反向模拟法软件InverStamp/Multi-step模块。在S形轨道拉深实例中,通过显式有限元程序LS-DYNA与两种反向模拟法计算结果的比较,证明采用新型本构关系的多步反向模拟可以更为准确地预测成形零件的厚度分布。

关键词：板料成形反向模拟法多步成形本构关系

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

板料成形多步反向模拟法的中间构型与运动约束

引用

塑性工程学报 2009年第1期16卷 58-63页

作者：唐炳涛赵震王兆清山东建筑大学工程力学研究所济南250101 上海交通大学模具CAD国家工程研究中心上海200030

考虑到一步反向模拟法无法考虑变形历史的影响、无法计算各中间步之间的应变等信息,文章提出一种新型的多步反向模拟法。根据当前工步凸凹模信息,采用最小面积法,并结合可行域二次序列规划算法(FSQP)快速获取当前工步零件的构型。提出... 详细信息

考虑到一步反向模拟法无法考虑变形历史的影响、无法计算各中间步之间的应变等信息,文章提出一种新型的多步反向模拟法。根据当前工步凸凹模信息,采用最小面积法,并结合可行域二次序列规划算法(FSQP)快速获取当前工步零件的构型。提出一种基于重心坐标的穿越搜索策略来提高接触搜索速度,计算复杂度仅为O(n1/d)(d为网格所在空间的维数)。提出的快速接触搜索算法来实现中间构型各个节点在约束滑移面上的移动,其理论成果成功地在自行开发的板料成形反向模拟法软件InverStamp/Multi-step模块中实现。在圆筒形件多步拉深实例中,通过中间工序及最终成形零件厚度分布与基于增量理论的LS-DYNA求解器计算结果的比较,验证了多步反向模拟法的有效性。

关键词：板料成形反向模拟法多步成形中间构型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

板料成形反向模拟法及其在拼焊板拉深工艺中的应用

板料成形反向模拟法及其在拼焊板拉深工艺中的应用

引用

作者：唐炳涛上海交通大学

学位级别：博士

板料成形是材料加工成形的一个重要分支,是现代工业特别是汽车、航空工业领域中一种重要的加工方法。然而,由于板料成形是一种复杂的力学过程,其中包含几何非线性、材料非线性、接触非线性等强非线性问题,影响的参数非常多,常产生破裂... 详细信息

板料成形是材料加工成形的一个重要分支,是现代工业特别是汽车、航空工业领域中一种重要的加工方法。然而,由于板料成形是一种复杂的力学过程,其中包含几何非线性、材料非线性、接触非线性等强非线性问题,影响的参数非常多,常产生破裂、起皱、残余应力、回弹、凸耳等问题,这对数值模拟技术造成了极大的挑战。现代有限元数值模拟技术为板料拉深成形过程开辟了一条新的途径,但目前涌现的模拟软件一般都是基于增量理论,计算时间较长,对使用者的要求较高。另外,在产品和工艺设计时,可能只有产品的信息而无模具的信息,无法使用基于增量理论的模拟方法。基于全量理论的反向模拟法(也称一步模拟法)可以作为增量模拟法重要而有益的补充,但就其算法本身仍有很多方面的问题亟待解决。\n 随着汽车市场竞争的日益激烈,基于未来环保和安全等方面的考虑,拼焊板由于其减轻车身重量、降低生产成本、增加尺寸精度等方面的优势而受到工业界和学术界的重视。目前拼焊板在生产中的主要问题是由于薄厚两侧母材的承载能力不一样,导致拉延过程中焊缝两侧材料变形不均匀,产生焊缝移动,从而加剧薄侧材料的应变集中,降低了整块板料的成形性能。因此如何在产品设计之初就调整好焊缝的位置,如何预洲焊缝的移动,如何考虑各种工艺的变化对焊缝移动的影响就显得非常有实用价值。\n 基于以上问题,本文开展了如下几个方面的研究工作,并取得了相关的研究成果:\n 研究了反向模拟法的有限变形理论,推导了能够反映微小线元的变形梯度张量和与物体的变形有关的Cauchy-Green变形张量,并引入Cauchy应力张量；建立了反向模拟法的运动方程；推导了比例加载条件下厚向异性弹塑性板材本构关系；深入研究了反向模拟法中板料和模具接触的简化问题；建立了Euler构型下求解算法。\n 对基于能量理论的空间网格映射法进行了深入的研究,提出了一种基于Hooke定律的弹簧系统能量法和基于Dirichlet理论的二次能量法。从理论及应用上分析比较了几种常用的网格映射法的特点。本文首次将计算机图形学中的相关理论应用到反向模拟初始解求解方面,并将该思想与基于理想变形假设的反向变形方法结合,来进一步优化板料成形反向模拟法的初始解。\n 为了提高分析的准确性并兼顾计算效率,研究了在反向模拟法中如何考虑板料成形的弯曲效应。基于经典的Kirchhoff论推导了3节点9自由度的DKT9平板单元和3节点6自由度的DKT6平板单元的应变-位移矩阵和刚度矩阵,分析比较了这两种单元各自的特点;在薄膜单元的基础上,将薄膜单元与DKT9、DKT6两种平板单元进行组合,分别组合成DKT15、DKT12两种薄壳单元,并对其进行了比较研究。\n 在板料成形一步反向模拟法的基础上,对多步反向模拟法展开研究,取得了一些有创新性的研究成果。1)基于虚功原理的基础上,采用弹塑性有限元模型,建立了板料成形多步反向模拟算法,采用Newton-Raphson迭代米进行方程组的求解。2)推导了多步反向模拟法的运动方程,并与一步反向模拟法的运动方程进行了比较。3)提出了一种高效、易于实现的“双截面线法”为初始坯料和中间构型的各个节点的坐标提供迭代所需的初始值。采用了一种快速的接触搜索算法来实现中间构型各个节点在约束滑移面上的移动,通过全局搜索和局部搜索策略相结合的方法,加快了搜索速度,提高了计算的效率和稳定性。4)首次提出了一种适用于多步反向模拟法的本构关系,能够充分考虑材料弹塑性变形状态、区别加载/卸载情况,较为真实地反映实际变形情况。5)提出了两种局部收敛判断准则。6)采用DKT壳单元来考虑弯曲效应及应变历史的影响。这些理论成果已经成功地在自行开发的板料成形反向模拟求解器InverStamp/Multi-step模块中实现。\n 针对只有理想产品构型情况下的反向模拟法的外力简化,提出了压边力和拉延筋阻力布置方法,提高了反向模拟法的适用范围；引入虚拟中间步,提出分阶段迭代的思想,降低求解非线性方程组的难度,提高了迭代的收敛性；分析比较了带收敛因子的Newton-Raphson法和几种修正的Newton-Raphson法,验证采用变收敛因子的Newton-Raphson法具有较高的求解效率和普遍的适用性；提出采用多波前技术进行LU分解来求解线性方程组,计算效率比传统的二维等带宽及一维变带宽存储的高斯消元法有了较大的提高；基于虚功原理推导了反向模拟法中切线刚度矩阵的显示表达,提高了方程组求解精度；提出根据内力的正负来判断凸凹模的接触的思想。\n 分析了拼焊板零件成形的特殊性,分析目前有关拼焊板研究的热点问题；设计了拼焊板实冲模具,通过改变压边力、拉延筋等进行拉深实验,分析了这些工艺因素对焊缝移动的影响情况。通过多次实验验证了采用台阶式压边圈和在薄侧施加拉延筋能够有

关键词：板料成形数值模拟反向模拟法 DKT壳单元拼焊板

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

板料成形反向模拟精度修正法

引用

机械工程学报 2009年第10期45卷 300-305页

作者：唐炳涛赵震王兆清山东建筑大学工程力学研究所济南250101 上海交通大学模具CAD国家工程研究中心上海200030

传统的板料成形反向模拟法(Traditional inverse analysis method,TIAM)没有考虑变形历史对成形过程的影响,使得反向模拟法计算的应力值与实际情况有较大偏差。金属在流经凹模圆角时受到强烈的弯曲—反弯曲作用,并且凹模圆角处往往是应... 详细信息

传统的板料成形反向模拟法(Traditional inverse analysis method,TIAM)没有考虑变形历史对成形过程的影响,使得反向模拟法计算的应力值与实际情况有较大偏差。金属在流经凹模圆角时受到强烈的弯曲—反弯曲作用,并且凹模圆角处往往是应力集中的区域,能否较为准确地描述该区域变形历史,关系到反向模拟法应力/应变计算精度。针对反向模拟法无法准确预测成形零件应力分布的缺点,提出一种快速搜索流经凹模圆角区域单元的方法,对该部分单元进行应力修正。采用一种高效的多步加载应力应变本构关系模型,避免了增量有限元法应力应变更新算法的复杂性,同时充分考虑了凹模圆角对金属变形历史的影响。NUMISHEET’93U形件弯曲的标准考题中,通过与增量有限元分析软件ABAQUS/Standard计算结果的比较,验证了采用所提出的多步加载本构关系模型可以有效地反映变形历史的影响,获得更为接近真实情况的应力分布。

关键词：板料成形反向模拟法应力修正模具圆角

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

用于板料成形反向模拟的特殊应力更新算法

引用

力学学报 2009年第3期41卷 376-382页

作者：唐炳涛孙德明王兆清赵震山东建筑大学工程力学研究所济南250101 山东建筑大学材料科学与工程学院济南250101 上海交通大学模具CAD国家工程研究中心上海200030

提出了一种改进的反向模拟法,以最终构型为研究对象,采用Euler坐标系,基于虚功原理获得有限元列式.改进的反向模拟法采用了一种基于塑性流动理论的本构方程,可以充分考虑应变历史对塑性变形的影响.为了避免流动理论应力更新算法过程中... 详细信息

提出了一种改进的反向模拟法,以最终构型为研究对象,采用Euler坐标系,基于虚功原理获得有限元列式.改进的反向模拟法采用了一种基于塑性流动理论的本构方程,可以充分考虑应变历史对塑性变形的影响.为了避免流动理论应力更新算法过程中关于未知量△λ的非线性方程的求解,引入等效应力思想,无需Newton-Raphson迭代直接计算未知量△λ.盒形件的拉深实例中,传统的基于塑性形变本构方程的反向模拟法和改进的基于塑性流动本构方程的反向模拟法计算结果,分别与基于增量有限元法的正向数值模拟求解器LS-DYNA计算结果进行对比.通过获得的坯料轮廓、成形极限图、等效应变分布、计算效率等的比较,验证了所提出的基于塑性流动理论本构模型的应力更新算法的有效性.

关键词：板料成形反向模拟法本构方程塑性形变理论塑性流动理论

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

拚焊板成形零件焊缝移动的快速预测

引用

锻压技术 2008年第2期33卷 34-37页

作者：唐炳涛王兆清张郁山东建筑大学工程力学研究所山东济南250101 上海赛科利汽车模具技术应用有限公司质量保证部上海201209

为了克服由于焊缝区组织的变化使拼焊板零件成形性能下降,以及在成形过程中焊缝的移动导致无法准确将特定材料定位的问题,考虑到拼焊板成形的特殊性,对普通拉深模具进行工艺改进,采用带阶梯的凸模和压边圈,设计了实验模具。采用自主开... 详细信息

为了克服由于焊缝区组织的变化使拼焊板零件成形性能下降,以及在成形过程中焊缝的移动导致无法准确将特定材料定位的问题,考虑到拼焊板成形的特殊性,对普通拉深模具进行工艺改进,采用带阶梯的凸模和压边圈,设计了实验模具。采用自主开发的反向模拟法模拟软件InverStamp预测焊缝移动的情况。将在各种工艺情况下反算的焊缝移动情况与实验数据进行对比发现:反向模拟法能够较好地体现焊缝移动量的变化趋势,并且能够较真实地反映各种工艺变化对焊缝移动量的影响。

关键词：拚焊板反向模拟法焊缝

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

一种快速有效的板料成形拉延筋优化设计方法

引用

塑性工程学报 2008年第5期15卷 155-159页

作者：唐炳涛王兆清鹿晓阳山东建筑大学工程力学研究所

将变形前后各个单元相对厚度变化之和作为目标函数,来衡量成形零件的变形均匀性,以单位长度拉延筋阻力为优化设计变量,采用灵敏度分析的方法,对拉延筋阻力的布置优化进行研究。推导了目标函数对设计变量、节点位移和节点残余力(包括外力... 详细信息

将变形前后各个单元相对厚度变化之和作为目标函数,来衡量成形零件的变形均匀性,以单位长度拉延筋阻力为优化设计变量,采用灵敏度分析的方法,对拉延筋阻力的布置优化进行研究。推导了目标函数对设计变量、节点位移和节点残余力(包括外力)对设计变量、目标函数对节点位移等的灵敏度。将这些灵敏度信息以及反向模拟法计算的应力应变信息,提供给优化算法—非线性规划算法FSQP,通过优化算法,更新设计变量,实现目标函数最小化,直至迭代平衡,输出优化结果。通过NUMISHEET93实例中与增量模拟软件eta/DYNAFORM计算结果的比较,验证了反向模拟法可以快速获取优化的成形工艺参数及优化后的冲压件成形性能。

关键词：反向模拟法灵敏度分析板料成形拉延筋设计

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于数值模拟的冲压件板坯形状与尺寸优化

引用

现代商贸工业 2018年第34期39卷 190-192页

作者：王玥重庆长征重工有限责任公司重庆400083

板坯外形设计是工艺设计的重要环节,它直接影响工件的成形质量。合理的板坯外形可以节省原材料,防止拉深件开裂和起皱,使成形件厚度分布均匀,提高板料的可成形性,减少成形后的修边的工作量。借助eta/DYNAFORM软件,对摩托车油箱底壳拉深... 详细信息

板坯外形设计是工艺设计的重要环节,它直接影响工件的成形质量。合理的板坯外形可以节省原材料,防止拉深件开裂和起皱,使成形件厚度分布均匀,提高板料的可成形性,减少成形后的修边的工作量。借助eta/DYNAFORM软件,对摩托车油箱底壳拉深成形工序中所需板坯外形进行设计,模拟其拉深成形全过程,并通过观察模拟结果分析板料形状对成形质量的影响,选定最优板料设计方案并对冲压参数进行优化。

关键词：油底壳反向模拟法板料设计起皱未充分拉深数值模拟

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：