基于ABAQUS的高速冷滚打网格质量的研究

为了兼顾仿真效率和仿真精度,针对影响仿真结果和效率的单元类型、网格大小和网格形状进行研究。基于冷滚打成形的基本原理建立有限元仿真模型,根据高速冲击、逐渐累积和局部变形的成形特点以及成形件的形状,选择合适的单元类型;通过改变网格大小和网格形状,研究其对仿真变形力和成形精度的影响规律,并通过实验进行验证,为冷滚打成形仿真中单元类型的选择、网格大小和网格形状的划分提供借鉴。     

考虑冲压成形历史的轿车前纵梁总成碰撞仿真

以轿车前纵梁总成为对象,将冲压成形引起的板料厚度减薄、残余应力和等效塑性应变映射到碰撞仿真模型中,详细分析这些因素对零件碰撞过程中能量吸收和碰撞力的影响规律,并从兼顾计算精度和计算效率的角度对影响仿真精度的主要因素进行了分析.结果表明:与忽略冲压成形历史的碰撞仿真结果相比,引入冲压成形历史的碰撞仿真所得内能增大,碰撞力峰值增大及峰值出现时间延后;厚度变化对零件的吸能特性影响显著,残余应力和塑性应变对碰撞力的影响显著.     

考虑应变率效应的钢制车轮冲击仿真与试验

针对应变率效应对钢制车轮冲击性能的影响,通过对钢制轮毂进行不同应变率下的材料实验,拟合出综合考虑多种应变率的轮毂材料本构模型.基于该本构模型,根据GB/T 15704 1995建立13°冲击工况下钢制车轮冲击有限元模型,结合冲击物理试验对比分析冲击仿真结果,验证本构模型和冲击模型的正确性.提出一套基于冲击性能的高精度钢制车轮仿真分析方法,为我国汽车钢制车轮的设计与开发提供借鉴.     

提高汽车碰撞仿真计算效率的网格规模控制方法

从网格规模控制角度,提出了提高仿真计算效率的徐变区域网格划分方法,并详细描述了3种徐变区域的网格划分步骤及其在整车模型不同零件上的应用;建立了以机器性能、单元总数、仿真时间、最小时间步长和接触搜索因子为变量的CPU计算时间控制方程,以合理布置徐变区域,控制模型网格规模,减少模型计算时间;通过正碰仿真试验,验证了徐变区域网格划分和CPU计算时间控制相结合进行整车模型网格规模控制可保证计算精度,同时能够提高计算效率,并证明了该方法的可行性.     

爆炸与火灾联合作用下结构钢动态本构关系

目的考虑高温软化效应和高速应变率效应对结构钢的黏性以及流变力学特性的影响,建立考虑高温软化效应与高速应变率效应的结构钢本构关系模型.方法以试验和模拟结果为基础,对应变率范围和温度范围进行了重新划分,在Perzyna和Johnson-cook模型的基础上,建立了结构钢在爆炸与火灾联合作用下的流变应力模型,考虑了比例距离与应变率的关系和时间与温度的关系.结果提出了比例距离与应变率的关系,有效地实现了针对爆炸过程中应变率的预测.在已有模型的基础上提出了一种修正模型,并考虑了爆炸过程中的应变率和火灾中的升温过程.结论笔者建立的本构关系模型可以较好地描述结构钢的温度热效应和高速应变率效应的联合作用,并且节省计算时间.     

T型相贯节点在爆炸冲击和火灾作用下力学性能的有限元分析

针对T型相贯节点冲击、高温试验,利用ANSYS通用有限元分析软件,采用显式-隐式序列求解方法,对T型相贯节点在爆炸冲击荷载作用下的动态响应,以及冲击后的抗火性能进行了有限元模拟分析.计算中,充分考虑了应变率和温度引起的材料性能变化,分别得到考虑应变率效应的应变时程曲线,以及在应变率强化后考虑温度软化的耐火极限温度和节点破坏模式.将有限元计算结果与试验结果进行对比,验证了显式-隐式序列求解方法的可行性和结果的准确性.     

汽车覆盖件冲压成形性能分析与工艺优化

基于CAE技术和试验方法分析了车用侧墙板冲压成形过程中的成形性,并在此基础上结合正交试验法研究了不同工艺参数对该侧墙板成形性能的影响.结果表明:侧墙板零件局部区域处于平面应变状态,并且存在较严重的局部减薄,这两者使侧墙板零件局部区域接近破裂状态;其中压边力对侧墙板零件减薄率的影响最为显著.通过正交试验法进行了工艺参数优化,使零件的最大减薄率明显降低,平面应变状态也得到改善,且试验与有限元分析结果相吻合.     

基于混合H2/H∞控制的拼焊板零件成形方法

针对拼焊板零件冲压过程中恒压边力方法的不足,提出了拼焊板零件变压边力混合H2/H∞控制目标,建立了控制模型,设计了控制算法和控制逻辑.采用此模型对拼焊板零件冲压成形进行反馈数值模拟,分析了有无变压边力混合H2/H∞控制对拼焊板零件成形缺陷的影响,将混合H2/H∞控制下的最优压边力曲线输入至压机上微机中作为预定义压边力曲线,并在变压边力冲压机上进行试验验证.仿真和试验结果表明:基于混合H2/H∞理论的变压边力控制方法可成功冲压出车身整体侧围内板,可有效避免在恒压边力下的起皱和破裂2种缺陷,该控制方法可同时考虑冲压行程和压边板位置进行压边力优化,具有更好的鲁棒性.     

钢纤维高强混凝土的中应变率本构关系

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对纤维体积率为0～3%的钢纤维高强混凝土(SFRHSC)进行了中应变率的冲击压缩试验.试验表明,应变率从阀值提高到90 /s时,SFRHSC峰值应力增幅30%左右,弹性模量增幅50%左右,峰值应变增长幅度则是基体混凝土的2～3倍.集料-高强基体和钢纤维-高强基体的双重叠加效应,大大提高了基体的抗冲击强度和韧度,使SFRHSC试件在冲击荷载作用下呈现出"微裂而不散,裂而不断"的良好破坏形态,而在相近的冲击荷载下,基体混凝土试件成粉碎性破坏.根据试验结果建立了SFRHSC四参数率相关性本构方程,该方程同时考虑了应变率和应变对材料应力的影响.     

板料冲压成形因素对车门结构的影响

针对车身覆盖件冲压成形时力学性能的改变对车门结构分析的影响,以某车型的前车门内板为研究对象,建立了完整的有限元模型,运用DYNAFORM软件对其进行了冲压成形仿真分析,并将厚度、应力、应变的分析结果作为初始值引入了车门结构分析中;同时,考虑不同成形因素,分别对车门位移量、应力和刚度进行了数值分析.结果表明:考虑成形因素之后,分析所得的车门结构在最大位移、最大应力以及扭转刚度处均存在显著变化,其中应力因素影响最大.