用动态显式有限元法对板材成形进行计算机模拟

介绍了动态显式有限元法的原理和特点 ,总结讨论了国际现有各种商用有限元软件的情况。采用显式有限元软件 L S- DYNA3D对板材零件冲压过程进行计算机模拟分析 ,预测冲压过程中可能出现的各种工艺缺陷 ,例如坯料的起皱、局部减薄和破裂 ,并以模拟结果为依据提出改进模具和工艺参数的办法 ,优化工艺参数 ,可以减少调试和修模的次数 ,以此实现降低模具费用、缩短制模时间、提高产品成品率和材料利用率 ,最终达到减少产品成本的目的。

动态显式分析在冲压件结构优化设计中的运用

针对车身冲压件结构复杂,成形易产生缺陷的特点,运用非线性动态显式有限元方法,采用弹塑性各向同性材料本构模型,提出了基于非线性动态显式分析的冲压件结构设计优化方法。利用MSC-Dytran对某型号轿车的前横梁托架进行冲压过程的计算机模拟,对零件毛坯在冲压成形后的缺陷进行了分析,提出了结构修改方案,最终完成了结构优化设计。结果表明,零件结构修改可以有效避免冲压缺陷产生,并说明用非线性动态显式有限元方法进行冲压过程分析结果的可靠性和基于非线性动态显式分析的冲压件结构设计优化方法的可行性。

基于动态显式算法的冲压过程仿真

对冲压过程仿真中采用的动态显式算法进行了阐述,利用Dynaform提供的动态显式算法,对油箱体和微电机端盖进行了冲压动态模拟,说明动态显式算法对大型冲压件或复杂冲压件冲压过程仿真的可靠性。

基于动态显式分析的复合材料盒段失效模拟

为了研究复合材料结构失效过程并为强度设计提供分析依据,对结构进行失效模拟。在静态隐式分析中,材料的失效和破坏常常导致严重的不收敛。针对复合材料多墙盒段结构,采用动态显式分析方法对弯曲载荷工况进行了试验模拟。壁板和墙均采用层壳元,在上壁板中面嵌入一层体元模拟层间失效,利用用户自定义材料(VUMAT)的方法对材料性能进行连续衰减,并进行渐进式失效分析。分析表明,动态显式分析避免了不收敛问题,能比较准确地模拟复合材料盒段的失效过程,无论是应变、屈曲载荷、破坏载荷,还是破坏形式,分析结果均与试验结果吻合较好,屈曲载荷、破坏载荷的预测值与试验结果误差在7%以内。表明本文方法可以满足工程设计和分析要求。

动态显式有限元方法在车架耐撞性能分析中的应用

应用动态显式有限元方法对车辆纵向碰撞中车架的大变形过程进行了计算机模拟。文中介绍了显式有限元方法基本理论 ,运用 PAM-CRASH软件预测了车架变形状况和内能吸收能力 ;提出了优化方案 ,并进行对比。结果表明 :改进后的车架耐撞性能有明显的提高 ,达到要求的吸能能力。这种设计方法对整车的设计提供了指导性的参考 。

转向架交叉杆冷冲压动态显式有限元分析

通过交叉杆材料的拉伸实验,获得了交叉杆材料的应力—应变关系;在此基础上,用动态显式有限元法对机车车辆的转向架交叉杆冷冲压加工过程进行计算机模拟分析。在不同工艺参数下,如:不同的摩擦系数、不同的冲压速度等,对冲压过程中应力、应变和局部减薄量等进行了分析。模拟结果为减少调试和优化工艺参数提供了依据。

动态显式有限元法在冷冲压加工模拟中的应用

介绍了动态显式有限元法的原理、特点和应用,并用动态显式有限元法对机车车辆的转向架交叉杆冷冲压加工过程进行计算机模拟分析。模拟分析的结果说明了动态显式有限元法在模拟像冲压加工这种大变形过程中的优越性。

铸造模具钢镶块刃口在板材冲裁过程中的动态显式有限元分析

应用ANSYS/LS-DYNA软件动态模拟了汽车覆盖件中厚度板材冲裁成形过程,得到了汽车覆盖件冲裁模镶块刃口应力场应变场的分布情况,进而分析了造成铸造模具钢镶块刃口崩刃、塌陷、横裂等失效现象的机理。

基于动态显式算法的钣金高速线传输跌落变形分析

阐述了一种汽车覆盖件传输变形新型有限元计算方式,充分考虑制件变形的影响因素,引入制件前工序成形刚度,精确表征了制件变形过程以及变形量。通过实际生产制件的验证,有效证明显式中心差分法计算此类跌落变形的可行性,可以在制件开发前期保证制件的可制造性。

显式动态分析在液压支架强度分析中的应用

运用非线性有限元分析软件ABAQUS/Explicit显式求解器,对ZY17000/32/70D型两柱掩护式支架在顶梁屈服变形、底座弯曲组合工况和顶梁弯曲、底座对角线加载组合工况下的受力状况进行动态模拟分析,考察支架整架的刚度、稳定性和抗冲击性能,总结支架各主要部件的位移和应力分布特点,从而为液压支架的设计和优化提供重要的参考依据。

百吨级工程车辆FOPS落锤冲击的动态仿真

应用动态显式有限元方法对百吨级工程车辆FOPS受落锤冲击整个过程的动态响应进行模拟研究,以某170吨电动轮矿用自卸车FOPS为例,建立了FOPS及落锤的有限元模型。讨论了边界条件及载荷的施加方法,分析了落锤冲击FOPS的能量转换规律、冲击力和FOPS冲击变形的规律,及顶板厚度、落锤质量对FOPS变形量的影响。结果表明:FOPS构件在落锤第一次冲击时产生塑性变形所吸收的冲击能量为10 343 J,占总能量的88.6%,FOPS最大变形未侵入DLV,满足国际标准的要求。顶板厚度对加载中心的变形量影响很大,顶板越厚,变形量越小,当顶板厚度小于2.4 mm时,FOPS不能满足要求,落锤质量对变形量影响较小。

摩擦片偏磨对盘式制动器摩擦振动行为影响研究

以某车型盘式制动器为研究对象,探索在不同侧摩擦片发生偏磨时,制动器可能出现的摩擦振动现象。研究结果表明,制动器存在多频振动耦合的现象,当制动器发生较大强度的摩擦振动时,由于部件之间的相互变形,导致接触界面存在局部接触或局部脱离的现象,最终导致摩擦片产生偏磨。复特征值分析结果表明,随着活塞侧摩擦片的偏磨量逐渐增大,制动器的尖叫频率逐渐向高频处聚集,且制动器的振动倾向愈发明显,振动强度明显增大。相比之下,当钳指侧的摩擦片发生偏磨时,制动器振动频率的数量明显减少,但是也集中在高频区域。另外,由于钳指侧摩擦片偏磨导致部分模态耦合现象消失,因此制动器的振动强度变化不大。进一步地,对两侧摩擦片出现偏磨的情况进行模拟,结果表明,制动器产生的振动噪声频率向较高频处移动,且随着偏磨量的增大,出现的噪声频率数量逐渐增多,且产生噪声的振动倾向愈发明显,振动强度明显增大。因此,虽然不同侧摩擦片的偏磨对制动器稳定性的影响不同,但是最终均导致制动系统严重失稳,产生更加强烈的振动噪声。显式动态分析结果进一步证明,摩擦片的两侧偏磨导致制动器的振动强度明显增大,且振动噪声的频率向高频处转移。本研究结果为摩擦片切向偏磨的研究提供全新的思路,也为后续的制动器的设计和优化提供一定依据。

工况参数对船用斜齿轮动态性能的影响

以某型船用单级斜齿轮传动为研究对象,针对其工况复杂多变的特点,基于Abaqus/Explicit显式动态分析方法,建立了斜齿轮副有限元模型.对额定工况下齿根动应力进行了仿真,重点讨论了负载扭矩和主动轮转速等工况参数对齿根最大动应力的影响.结果表明:斜齿轮齿根最大动应力随着扭矩和转速的增大而接近线性增加,且不同齿面的齿根动应力的增加速率不同.研究结果对船用斜齿轮副的优化设计具有一定参考价值.

钛合金薄壁壳体强旋热力耦合有限元分析

钛合金薄壁壳体强力热旋是一个多因素耦合作用下的复杂成形过程。合理的有限元模型建立是获得该成形过程中温度场、应力场和应变场等信息的关键,从而为揭示其成形机理、合理选择工艺参数和提高成形质量提供依据。在合理地施加温度边界条件模拟外加热源,并考虑各种热效应的基础上,基于通用有限元软件ABAQUS的dynamic、temp-disp和explicit模块建立符合实际的钛合金薄壁壳体强旋热力耦合三维弹塑性有限元模型,分析TA15钛合金薄壁壳体热旋过程中温度场、应力场、应变场和壁厚的分布及旋轮圆角半径对贴模性能的影响。结果表明,摩擦生热和接触换热的作用使在旋压区沿厚度方向形成较大的温度梯度,产生明显的不均匀变形;等效应力最大值前期大多在圆角过渡区,后期大多在旋轮与板料接触区,且后期板料表面出现应力集中;越靠近零件口部,不贴模趋势越明显;随着旋轮圆角半径减小,贴模性能越好。

锥形件变薄旋压回弹的三维有限元分析

了解锥形件变薄旋压成形后的回弹规律,对提高旋压件的成形质量有重要意义.分别采用动态显式和静态隐式方法建立了锥形件变薄旋压及回弹的三维有限元模型,并研究了芯模转速和旋轮进给比对回弹前后应力、应变及壁厚变化和零件形状的影响.研究表明:随芯模转速增加和旋轮进给比减小,回弹前后最大等效应力差逐渐减小,塑性应变差及壁厚变化基本不变;回弹后最大偏离量随芯模转速和旋轮进给比增大在芯模转速较小时变化不大,而在其较大时随其增大有所减小,并随旋轮进给比增大呈先减小后增大再缓慢减小的趋势.

基于正交优化的异型薄壁壳体强力旋压成形有限元分析

为了揭示工艺参数对异型薄壁壳体强力旋压成形过程的影响,采用正交试验优化设计方法安排模拟仿真方案,基于ABAQUS/Explict平台对不锈钢1Cr18Ni9Ti曲母线形件旋压成形过程进行了三维弹塑性有限元模拟研究。分析了旋轮进给比、旋轮圆角半径、旋轮安装角和旋轮与芯模之间的间隙对该成形过程壁厚差、切向拉应力和周向压应力的影响显著性次序以及影响规律,并获得了优化的工艺参数。结果表明,旋轮与坯料之间的间隙是决定工件壁厚均匀性的最重要因素;旋轮进给比和旋轮圆角半径分别对工件的起皱和拉裂倾向影响最显著。减小上述工艺参数的值均可使工件壁厚分布更均匀;随着进给比的增大,拉裂和起皱倾向逐渐减小;增大旋轮与坯料之间的间隙,起皱倾向增大,而拉裂倾向先增大后减小;旋轮圆角半径增大,拉裂和起皱倾向均增大;增大旋轮安装角,起皱倾向逐渐增大,拉裂倾向逐渐减小。

T型管液压成形过程的有限元分析

应用动态显式有限元法,建立了T型管液压成形分析模型,对不同加载条件下的模拟结果进行对比,分析了轴向载荷的作用,探讨了最佳载荷曲线的确立原则.

客车耐撞性结构优化设计

以计算机仿真为主,对客车正面碰撞结构优化设计技术进行了探讨。通过研究车身前地板处碰撞减加速度时间历程与客车耐撞性结构间的相关关系,来指导对客车耐撞性结构的修改,使最大减加速度的峰值降到满意的程度。样车实车碰撞试验表明,优化后客车耐撞性结构在吸能段长度、吸能数量、吸能平稳性、吸能时间和吸能量百分比等方面均较原结构有所改善,假人各伤害指标有明显下降。

微型客车正面碰撞仿真技术

面向实际工程应用,聚焦于微型客车计算机正面碰撞仿真分析所面临的关键技术难点,探讨了单元尺寸大小、网格分布状况、时间步长等主要因素对模拟计算时间和精度的影响。并对汽车各部件在正面碰撞计算机仿真计算中的建模策略和处理方式进行了深入研究,实现了在微机上用单CPU分析软件以8h完成对某微型客车汽车的正面碰撞历程的度仿真分析,整车及主要吸能部件的变形过程及模式、典型测点的加速度时间历程等均与实车碰撞实验结果吻合良好,达到了工程精度要求,满足了汽车生产企业对提高汽车被动安全性的急需。

汽车覆盖件拉深成形拉深筋作用仿真研究

以韩国现代某型轿车前挡泥板拉深成形为例 ,利用有限元软件LS -DYNA的动态显式算法 ,仿真研究了汽车覆盖件拉深成形过程中 ,拉深筋对薄板成形质量的影响 ,其中应用线单元等效拉深筋的功能。研究结果表明 ,在模具上设置拉深筋能够明显改善薄板的塑性流动质量 ,抑制发生起皱缺陷。