板材软模成形过程有限元与无网格伽辽金法耦合的数值分析(英文)

提出一种板材变形和软模体积变形耦合的数值分析方法。基于更新的拉格朗日(UL)列式,板材的弹塑性变形采用有限元法(FEM)分析,软模的体积变形采用无网格伽辽金法(EFGM)分析,板材和软模之间的摩擦接触通过罚函数法来处理。利用开发的有限元-无网格法耦合算法程序(CDSB-FEM-EFGM)分析板材弹性软模胀形过程。同有限元软件DEFORM-2D得到的数值解以及实验结果相比,验证了所开发程序的有效性。这种方法为分析板材软模成形提供了一种适合的数值方法。

板材软模成形二维断面有限元分析界面接触摩擦处理

板材软模成形是板材和柔性传力介质耦合变形过程,存在板材和刚性模具及板材和柔性传力介质两种类型的界面接触。采用罚函数法计算接触力,推导了Mindlin轴对称壳单元和实体单元两种不同单元类型之间接触摩擦的有限元列式。采用静力显式的时间积分方法,通过控制载荷步长保持接触状态稳定。粘弹塑性软模材料的板材变形数值算例表明该算法是有效的。该算法也适用于其他类型软模材料的板材变形接触摩擦问题的处理。

板材磁流变液软模成形中磁场条件对Al1060成形极限的影响

针对0.19 mm厚的Al1060板材在4种外加磁场条件下进行椭圆凹模胀形实验,研究不同磁场条件对板材成形极限的影响。结果表明,Al1060板材的成形极限受到磁性粒子含量与外加磁场条件的综合影响。当磁流变液中磁性粒子含量较小(20%)时,磁场强度对板材成形极限的影响很小。当磁性粒子含量增加至30%时,随着磁场强度的增大,Al1060板材的成形极限明显提高。当磁性粒子含量较大(43%)时,随着磁场强度的增大,成形极限呈现先增大后减小的趋势。当磁场强度为0.07 T时,平面应变状态下的极限应变值FLD0较未施加磁场时提高了7.12%;当磁场强度增加至0.20 T时,FLD0值则比未施加磁场时降低了4.90%。当磁性粒子含量分别为30%和43%时,4种磁场强度中最有利于Al1060板材成形性提升的分别为0.20和0.07 T。