| 【中文题名】 | 锻造过程无网格迦辽金法数值模拟技术的研究 |
| 【英文题名】 | Research on Numerical Simulation in Forging Process Based on Element Free Galerkin Method |
| 【学科专业】 | 材料加工工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-19 |
| 【中关键词】 | 数值模拟,无网格伽辽金法,有限元法,圆柱体镦粗,等通道弯角挤压, |
| 【英关键词】 | Numerical Simulation,Element Free Galerkin Method,Finite Element Method,Upsetting,Equal Channel Angular Pressing/Extrusion, |
| 【分类导航】 | 工业技术>金属学与金属工艺>金属压力加工>锻造、锻压与锻工>锻造工艺>自由锻造（无型锻造） |
| 【论文摘要】 |
金属塑性成形技术在金属零件的制造过程中起着十分重要的作用。它不仅具有生产效率高、产品质量稳定、原材料消耗少的优点，而且还可以有效地改善工件的组织性能。对于成形过程进行模拟不仅可以减少实验成本，而且能够提前发现成形过程中的问题，对于工程实践具有重要的指导意义。随着计算机技术的发展和数值计算方法的日益完善，有限元方法成为应用较为广泛的数值模拟技术。但是，当工件变形到一定程度时，有限元网格将产生畸变现象，此时，这种以单元作为基本概念的有限元方法面临着一些难以处理的问题。无网格方法基于离散节点的近似，避免了有限元方法对于网格的依赖，在涉及到网格畸变的大变形问题分析中具有一定的优势，并且在数据准备和后处理方面也比有限元方法灵活简单。
无网格方法作为一种较为新颖的数值方法，经过十余年的发展，已经逐渐应用于金属塑性成形过程的模拟，并且取得了一定的成果。但是对于非稳态大变形金属塑性成形问题，由于成形过程的复杂性，许多关键应用技术还有待于研究。尤其当金属流动比较剧烈或变形比较复杂时，由于节点分布的非均匀性增强和变形域形状更加复杂，速度场的近似精度和变形域的积分精度会有所下降，进而导致数值模拟出现错误。
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| 【论文题纲】 |
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目录 |
4-6 |
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CONTENTS |
6-8 |
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摘要 |
8-10 |
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ABSTRACT |
10-13 |
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第一章 绪论 |
13-21 |
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1.1 引言 |
13-14 |
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1.2 无网格方法的研究与发展 |
14-15 |
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1.3 无网格法在金属塑性成形中的应用 |
15-18 |
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1.3.1 国外研究现状 |
15-17 |
|
1.3.2 国内研究现状 |
17-18 |
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1.4 本课题的研究意义及研究内容 |
18-21 |
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第二章 无网格伽辽金方法的基本理论 |
21-29 |
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2.1 移动最小二乘近似 |
21-26 |
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2.1.1 移动最小二乘形函数 |
21-22 |
|
2.1.2 权函数 |
22-24 |
|
2.1.3 完全变换法 |
24-26 |
|
2.2 离散方案 |
26-29 |
|
2.2.1 伽辽金方法 |
26-27 |
|
2.2.2 积分实现 |
27-29 |
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第三章 刚(粘)塑性无网格伽辽金方法 |
29-47 |
|
3.1 引言 |
29 |
|
3.2 刚(粘)塑性材料基本假设 |
29-30 |
|
3.3 刚(粘)塑性体塑性力学基本方程及边界条件 |
30-31 |
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3.4 刚(粘)塑性材料的变分原理 |
31-33 |
|
3.4.1 第一变分原理 |
31 |
|
3.4.2 完全广义变分原理 |
31-32 |
|
3.4.3 不完全广义变分原理 |
32-33 |
|
3.5 二维金属塑性成形问题的无网格伽辽金方法 |
33-46 |
|
3.5.1 速度场函数的移动最小二乘近似 |
33-34 |
|
3.5.2 等效应变速率和体积应变速率的矩阵表示 |
34-36 |
|
3.5.3 二维金属塑性成形问题的无网格伽辽金方法 |
36-40 |
|
3.5.4 接触边界摩擦条件的处理 |
40-43 |
|
3.5.5 离散控制方程 |
43-44 |
|
3.5.6 刚性区的处理 |
44-45 |
|
3.5.7 收敛判据 |
45-46 |
|
3.6 算法流程 |
46-47 |
|
第四章 微粗成形过程的无网格模拟 |
47-60 |
|
4.1 徽粗成形 |
47-48 |
|
4.2 镦粗的无网格模拟 |
48-49 |
|
4.3 摩擦系数对镦粗成形的影响 |
49-52 |
|
4.4 影响域半径对模拟结果的影响 |
52-55 |
|
4.5 离散点数目对模拟结果的影响 |
55-59 |
|
4.6 本章小结 |
59-60 |
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第五章 等通道弯角挤压过程的无网格模拟研究 |
60-70 |
|
5.1 等通道弯角挤压的工艺原理 |
60-62 |
|
5.2 方形件等通道弯角挤压数值模拟 |
62-70 |
|
5.2.1 数值模拟模型的建立 |
62 |
|
5.2.2 数值模拟分析 |
62-65 |
|
5.2.3 模具圆心角ψ对等通道弯角挤压的影响 |
65-67 |
|
5.2.4 摩擦系数对等通道弯角挤压的影响 |
67-70 |
|
第六章 结论与展望 |
70-72 |
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6.1 结论 |
70-71 |
|
6.2 展望 |
71-72 |
|
参考文献 |
72-77 |
|
致谢 |
77-78 |
|
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
78-79 |
|
学位论文评阅及答辩情况表 |
79 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.15818 |
