毛坯鑄件變形過程的改進
有限元逆算法的一個主要特點是將板料成形過程簡化為一個或若干個簡單加載的變形過程,采用全量理論進行分析。因此計算可以只考慮初始構形和 終構形,忽略中間構型的變化。法國Bat02等受到幾何映射法的啟發(fā), 先提出了所謂逆算法。這是一種預測板料成形中大變形的 算法。該方法考慮了三角形CST膜單元、大彈塑性對數應變、厚向異性及塑性全量理論、靜態(tài)隱式算法、模具運動引起的垂直或法向節(jié)點力。壓邊圈的摩擦和壓邊力以及沖頭的摩擦和正壓力用簡化的外力矢量表示。而后BatOZ對其算法進行了不斷的改進,并且用一些經典的標準測試件進行檢測,取得了滿意的結果。
通過對各種算法的比較,BatOZ認為逆算法都能滿意的結果。其中靜態(tài)隱式算法 ,動態(tài)顯式算法速度 快,而動力松弛算法所需內存 少。繼承了Batoz逆算法的基本思想,但在應變矢量的表示和虛功方程的建立上有其獨到之處。 先,Lee將 終構形形狀近似為離散的三角形膜單元系統(tǒng), 終構形中的應變分布表示為節(jié)點的初始構形坐標和位移的函數,然后計算塑性功,計算中假定塑性功遵循H enchy變形理論和各向異性屈服準則。 后,由塑性功和外力功導出塑性勢能,以塑性勢能為目標函數,采用共扼梯度法和N ewton-Raphson法,求出其在滿足給定的約束條件下 小化時的未知量,從而板料的形狀及尺寸,進而求得板料變形后的應力和應變分布情況。
將成形過程簡化為簡單加載的變形過程,而且假定變形后板料厚度和面積都不變,基于全量理論,這些與實際情況存在差異,所以計算結果比較粗糙。在一些商用軟件上已經包括一步法模塊。
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