板料成形数值模拟中无旋转自由度的三角形与四边形壳单元模型

利用全拉格朗日(TL)格式和Kirchhoff壳体理论,建立了无旋转自由度的三角形和四边形两种壳单元模型。对于有限元计算效率来讲,计算时间是与每个结点自由度呈三次指数关系,这两种壳单元模型的每个结点仅有3个自由度,并且避免了更新拉格朗日(UL)格式所要求的每个时间步均更新参考构形,从而大大提高了计算效率。实例表明,这两种单元模型无论是在计算精度还是在计算效率方面,都可以满足当前工程实际要求。

基于无旋转自由度壳单元的回弹预测方法

针对板料成形模拟与回弹模拟周期较长,需要准备的数据量大,难以应用于早期产品设计阶段的不足,提出了一种快速回弹预测方法.该方法基于有限元逆算法快速评估冲压件的成形性,采用无旋转自由度壳单元计算板料回弹,这种壳单元每个节点只有3个位移自由度,计算量少,并修正了该单元在空间情况下的转角变换系数,有效地提高了板料回弹的模拟速度.以Numisheet′05考题中的汽车底盘横梁为例,将计算结果与实验结果进行对比,验证了算法的可行性与精确性.