刚塑性有限元件牛顿迭代解法收敛性分析及改进方法

刚度阵迭代算式中非线性基含有应变速率倒数,易使刚度阵产生畸变,迭代难以收敛,对此,提出了在使迭代算式仍满足牛顿法的要求的情况下,逐步增加非线性对刚度阵贡献的方法,经编程计算验证,该方法可放宽对初始近似的要求,较易得到的收敛解。     

刚塑性有限元解题法的改进及在轧制中的应用

本文对刚塑性有限元的初速度场及收敛性进行了专门的研究和改进。用于解决轧制工程问题,计算精度较高、CPU时间较少,它是一种可靠的理论分析方法。     

金属塑性成形的三维刚塑性有限元模拟技术研究

本文对三维刚塑性有限元模拟理论及有关技术问题进行了系统的研究,针对模拟过程中的模具型腔曲面几何描述,动态接触边界处理等关键技术提出了有效的算法,开发了相应的三维模拟软件。并以球冲头压缩方坯和曲轴成形为例进行了模拟,计算结果表明所提出的算法和软件系统是可行的。     

刚塑性有限元中减速系数的确定

刚塑性有限元求解时,如初始速度场选择不合适,难以获得收敛解。本文将迭代格式中的减速系数的选取方法作了改进,使用优化方法取代通常的经验试算法,使得在初始增量步的迭代过程中,保证泛函值稳定下降,从而在初始速度场不佳的情况下仍能获得收敛解。这就放宽了对初始速度场的要求,提高了计算的成功率,並缩短了计算时间。     

非静压成形过程的刚塑性有限元模拟

本文针对非稳态高速成形过程，讨论了冲击载荷和体积力的计算问题，给出了一种全面考虑冲击载荷与体积力作用的刚塑性有限元方程。并且将此分析成功地应用于锻造过程中上下模具金属填充性能的比较研究。     

冷挤压过程的刚塑性有限元分析

本文采用刚塑性有限元法分析冷挤压过程,建立了材料屈服强度的新模型及相应的有限元计算方程,完成了对汽车轮胎螺母冷挤压过程的刚塑性有限元分析。从而为工艺和模具设计提供了理论依据。     

基于细观损伤理论的刚塑性有限元方程

有限元软件一般将变形体当作致密体进行分析,很少考虑金属空穴损伤对成形极限的影响．基于Ｇｕｒｓｏｎ－Ｔｖｅｒｇａａｒｄ空穴型材料塑性势方程,利用正交法则在刚塑性材料的Ｌｅｖｙ－Ｍｉｓｅｓ流动规则中引入了空穴损伤对应力－应变率场的影响,给出了空穴增长率计算方法,推证了含空穴材料的刚塑性变分原理与含有空穴体积分数的有限元列式,考虑了空穴体积扩张对成形过程的影响．为研究体积成形时材料损伤、裂纹起裂及扩展奠定了基础．     

体积成形过程的三维刚塑性有限元模拟技术研究

对三维刚塑性有限元数值模拟过程中遇到的若干技术问题提出了有效的处理方法，并建立了相应的软件系统．最后对几种体积成形过程进行了计算机模拟，证明了所提出方法是合理的．     

立轧非稳态过程的3维刚塑性有限元分析

采用全３维刚塑性有限元法对热带粗轧机组平辊立轧非稳态过程进行了分析和比较,所得到的轧件形状、轧制力及轧制力矩与文献的实验结果吻合较好,计算精度比文献的理论结果有所提高·表明全３维模型具有明显的优越性,同时所采用的处理轧件入口处奇异点的方法是有效的·     

异型扁坯轧制过程的刚塑性有限元分析

利用刚塑性有限元方法分析异型扁坯的轧制成型过程,首次阐明了横向倾斜接触表面上节点速度分量之间的约束关系,得出异型扁坯宽展、筋高充满度的变化规律,其结果与实测值相吻合,并求得变形区内部的变形场     

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。     

对牛顿迭代法条件的一个改进

对解非线性和超越方程f(x)=0的牛顿迭代法的收敛条件作了改进,并证明在此条件下二阶收敛性仍成立,得到较简洁的判定运用牛顿法求近似根的条件及比值收敛因子,并给出了数值实验.     

牛顿切线法的一种改进及其应用

牛顿切线法是教学、科研以及工程技术中常用的数值方法,是求解非线性方程(组)的一种经典方法.因为它不仅有几何直观,而且具有二阶收敛性。本文对牛顿切线法迭代公式进行了改进:采用近似程度更高的二阶泰勒展开式的迭代公式.并对改进的迭代公式都通过例子与牛顿迭代公式进行了比较,显示其优越性.     

基于刚塑性有限元的GFM精锻锻透性仿真

采用商用软件DEFORM用刚塑性有限元理论对GFM精锻锻透性进行了仿真研究,确认了GFM锻不透的问题并指出锻透性最大只能达到约60％,且与摩擦条件的影响关系不大,进而得出了GFM锻透性FPE与压下率△h／R的5次方回归关系式,为GFM精锻的工艺设计提供了参考。     

刚塑性有限元法对双金属轧制结合面的模拟研究

提出了在刚塑性有限元法模拟双层金属轧制过程中。处理金属结合面时。附加一层假想的界面单元。并且对这种单元模型进行区别于普通单元的处理。采用这种方法在计算实例上得到了理想的结果。     

2.7维刚塑性有限元分析及其在轧制中的应用

本文提出分数维单元的新概念,定量地刻划了简化3维单元的近似程度;对2.7维单元进行了分析,推导出2.7维单元的B矩阵和Hessian矩阵。最后用2.7维单元求解了H型钢轧制过程,数值结果表明:即使划分的单元不太多,所算得的轧制参数积分量和均值量与实验结果符合得仍良好。     

刚塑性有限元分析时计算节点应变值的新方法

本文提出了一种用于刚塑性有限元分析时计算节点应变值的新方法，该方法不仅计算效率高，还能保证一定的计算精度。