用刚—粘塑性有限元法研究立轧时金属非稳态流动问题

本文根据简化三维单元,建立了分析立轧非稳态过程的刚—粘塑性有限元列式,提出了产生初始速度场的新方法,成功地分析了铅块立轧非稳态过程,得到的结果与实验吻合较好。     

汽车联轴节壳体挤压成形过程三维有限元数值模拟

针对汽车联轴节壳体温挤压成形过程,采用三维刚－粘塑性有限元法进行了热力耦合数值模拟以揭示金属的塑性变形行为,从而为模具设计及工艺制订提供理论依据．通过有限元模拟,给出了汽车联轴节壳体三维温挤压成形过程的金属塑性流动模式和详尽的应力、应变及温度分布,并分析了成形物理场分布与变形的外部条件之间的关系．同时也对三维塑性变形的有限元技术处理方法（如：模具的几何描述及变形体的离散化、三维动态边界接触问题）进行了探讨．     

双金属挤压成形过程的数值分析

基于刚粘塑性有限元理论，在双金属相互接触的两种材料之间引入摩擦单元，对双金属挤压的非稳态过程进行了有限元分析．获得了变形体内的应力、应变分布，从而揭示了双金属在挤压成形过程中材料的流动规律．     

双向挤压过程内部缺陷的预测研究

采用刚粘塑性有限元法对金属塑性成形过程进行数值模拟，并就成形过程中的应力、应变场的变化及其与模具结构设计的关系作了深入分析．进而提出了预测内部成形缺陷的研究方法，该方法成功地应用于双向挤压成形过程的内部缺陷预测分析．     

塑性成形问题中一类表面缺陷的预测研究方法

基于刚粘塑性有限元基本理论，本文深入地研讨了通过有限元数值模拟来预测塑性成形问题中一类表面缺陷生成的方法。提出了塑性有限元中的技术处理方法与表面缺陷测试算法，并采用该方法成功地预测了ＣＯＮＦＯＲＭ连续挤压工艺中一种表面缺陷产生措施的全过程，给出一系列极限工艺参数，从而拓宽了刚粘塑性有限元的应用领域。     

AZ31镁合金等通道转角挤压工艺优化与实验研究

通过等通道转角挤压工艺细化镁合金晶粒提高镁合金塑性的研究受到众多学者的高度重视。本文通过有限元数值模拟分析了不同模具几何形状等工艺参数对镁合金剧烈塑性变形过程的重要影响,研究了模具几何形状对挤压件应力分布的影响规律。为了实现镁合金块体金属材料的反复挤出,使挤压件获得足够变形达到晶粒细化的目标,本文通过改进具有预应力结构的模具,实现了等通道转角温挤压工艺,为镁合金剧烈塑性变形的机理和实验提供可靠的理论依据和指导。     

弹/粘塑性模型及应用

本文根据弹/粘塑性的基本理论,推导了适用的有限元公式,给出了适用于弹/塑性、弹/粘塑性、蠕变应力分析的统一数学模型和FORTRAN程序.通过算例说明了该模型可以适用于相应的工程实际问题.为了便于应用,在计算研究的基础上,文中还给出了某些参数的选择范围.     

有限元模拟中关键技术问题的处理

本文介绍了热刚粘塑性有限元耦合程序的分析技术及其在环坯扩挤复合成形过程中的应用，给出了环坯复合成形控制工艺设计实例。     

果品挤压时的接触应力分析

采用粘弹性体Maxwell模型，利用接触理论和有限元程序对果品挤压接触进行了理论分析和计算，总结出一些规律。这对果品在收获、贮运等过程中分析由于接触引起的机械损伤有着一定的意义。     

非均匀壁厚锻件成形工艺分析

非均匀壁厚产品在工程中应用广泛,但采用传统的成形方式有较多的局限性.以转向油泵定子为例,对典型非均匀壁厚产品的成形工艺进行了研究,提出了定子温挤成形的工艺方法.首先,对挤压成形过程进行了理论分析.然后,建立了定子挤压成形过程的刚粘塑性有限元模型,利用模拟软件对挤压工艺过程进行三维有限元仿真模拟.在此基础上,优化了成形工艺参数,分析了锻件在成形过程中的金属流动规律,提供了锻件成形过程中的应力场、速度场的分布,为指导其他非均匀壁厚锻件的生产提供依据.     

金属塑性成形过程的计算机模拟系统

介绍一个通用的、适用于模拟二维（平面变形或轴对称变形）金属塑性成形过程的有限元计算机模拟系统Ｓ－ＦＯＲＧＥ，它基于热刚粘塑性有限元公式，该系统能够模拟模具形状任意的冷热成形的全过程，文中给出了用Ｓ－ＦＯＲＧＥ模拟的２个实例．     

复杂汽车锻件多工位成形的CAE分析

对利用三维刚塑性／刚粘塑性有限元分析复杂零件多工位体积成形的技术难点：三维速度奇异点的处理;三维模具几何信息的有效、精确、全面化描述;多工位成形时的信息传递;自由锻成形中特殊工艺三维有限元仿真的工步分解等进行了研究和解决．利用自行开发的三维体积成形仿真系统Ｆｏｒｍｉｎｇ３实现了对实际生产中未经简化的曲轴多工位成形过程的ＣＡＥ分析．从分析结果得到了曲轴多工位成形的金属流动规律,对合理制定其成形工艺作出了建议．     

模具弹性变形与工件成形耦合的实验及数值模拟

利用弹性及刚塑性有限元理论研究计算模具弹性变形的有限元方法,提出了较为通用有效的算法并开发出相应的计算模块.对H型截面锻件的成形进行了实验研究和数值模拟,结果吻合,证明了本研究中所提出的算法和程序的可靠性.     

三通管接头径向挤压的刚塑性有限元研究

本文从实验和理论两方面验证了等径三通管接头径向挤压时的金属流动过程属于平面应变问题,应用Lee和Kobayashi S提出的刚塑性有限元法导出了模拟平面应变问题的刚塑性有限元数学模型的具体显式,编制了一套微机上模拟等径三通管接头径向挤压过程的程序.成功地模拟了等径三通管接头的径向挤压过程,计算了应变速率场和应力场的分布值,初步掌握了径向挤压时的金属流动规律.     

基于CAD/CAE的铝型材挤压模具智能设计

在分析铝型材挤压模具的结构、原理及设计参数的基础上,以UG NX5为开发平台,以Visual Studio 2005为编程开发环境,开发出挤压模具CAD/CAE设计系统,包括三维数字化设计、有限元分析、疲劳寿命仿真等模块,实现了对铝型材挤压模具的CAD/CAE智能设计系统集成.软件运行情况稳定、良好,为挤压模具的智能化设计提供了理论依据.     

叶片精锻三维刚粘塑性热力耦合有限元模拟系统

采用基于边界构形的内缩法,实现了三维畸变网格的重新划分;提出了初矢修正法对触模节点的位置进行修正,解决了由于离散的模具网格的法矢不连续造成的“死锁”问题;采用准静态迭代法简化了速度场和温度场耦合计算过程;特别是针对减速因子β的选取,建立了适用于三维复杂成形过程刚粘塑性罚函数法有限元三次因子法的计算公式,并结合进退搜索法提出了改进的三次因子快速算法,提高了模拟计算效率和稳定性,在此基础之上,开发了面向叶片精锻过程的三维刚粘塑性热力耦合有限元模拟分析系统(3D-CTM),系统的可靠性得到了圆柱体镦粗的验证．对单榫头叶片精锻过程的模拟分析结果表明,3D—CTM是模拟分析叶片精锻过程的可靠工具。     

内孔挤压强化板的弹塑性分析

基于塑性增量理论,用有限元方法,对内孔挤压增强的板条,在冷挤压过程中孔周的弹塑性应力场和挤压后孔周的残余应力场进行了计算分析,由有限元方法获得应力解与理论解完全符合。结果表明,有限元法是计算残余应力较精确方法.     

损伤和软化计算的有限元实施策略

研究了粘塑性损伤软化本构模型的有限元计算方法和实施策略，提出了粘塑性损伤本构关系的矩阵公式，在引进有效损矩阵的基础上，得出损伤弹性矩阵和局部损伤软化矩阵，分别用于计算粘塑性硬化阶段和局部软化阶段的有限元系统刚度矩阵。     

一种考虑粘弹塑性的新型橡胶材料本构模型及其参数识别

用带屈服过程的塑性单元来描述橡胶材料的振幅相关性,研究了塑性单元个数和屈服点分布的确定方法。提出了一种由该塑性单元与超弹及粘弹单元叠加成的橡胶材料的粘弹塑性本构模型。根据橡胶材料特性实验拟合该模型中的材料参数,并将该理论模型转化成有限元软件中的材料参数建立橡胶材料的有限元模型。橡胶材料有限元仿真结果与实验结果吻合较好,可用于后续橡胶衬套建模以及悬架系统的分析。     

气门镦锻模的应力分析与结构优化设计

采用刚－粘塑性有限元法模拟热变形过程，获得终锻瞬时模具工作表面的应力分布，以此为依据，用弹性有限元法分析模具强度。使用预应力结构优化设计，降低模具工作表面的应力水平，从而延长了模具的寿命。