彈塑性有限元法與剛塑性有限元法.docx

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1、彈塑性有限元法與剛塑性有限元法板料成形數值模擬涉及到連續(xù)介質力學中材料非線性、幾何非線性、邊界條件非線性三非線性問題的計算，難度很大。隨著非線性連續(xù)介質力學理論、有限元方法和計算機技術的發(fā)展，通過高精度的數值計算來模擬板料成形過程已成為可能。從70年代后期開始，經過近二十年的發(fā)展，板料成形數值模擬逐漸走向成熟，并開始在汽車、飛機等工業(yè)領域得到實際應用。本文評述了板料成形數值模擬的發(fā)展歷史和最新進展，并指出了該領域的發(fā)展趨勢。1、板料成形的典型成形過程、物理過程與力學模型典型成形過程板料成形的具體過程多種多樣，在模擬分析時，可歸納成如圖1所示的典型成形過程。成

2、形時，沖頭在壓力機的作用下向下運動，給板料一個作用壓力，板料因此產生運動與變形。同時，沖頭、壓力圈和凹模按一定方式共同約束板料的運動與變形，從而獲得所要求的形狀與尺寸。物理過程板料成形的物理過程包括模具與板料間的接觸與摩擦；由于金屬的塑性變形而導致的加工硬化和各向異性化；加工中可能產生的皺曲、微裂紋與破裂及由于卸載而在零件中產生回彈。力學模型板料成形過程可歸納成如下的力學問題：給定沖頭位移、凹模位移及壓邊圈歷程函數，求出板料的位移歷程函數，使其滿足運動方程、初始條件、邊界條件、本構關系及接觸摩擦條件。2板料成形數值模擬的發(fā)展歷史塑性有限元方法的發(fā)展根據材料的

3、本構關系，用于板料成形分析的非線性有限元法大體上分為剛-（粘）塑性與彈-（粘）塑性兩類。粘塑性有限元法很早就在板料成形分析中應用過，只是未能推廣。事實上，粘塑性有限元法適用于熱加工。在熱加工時，應變硬化效應不顯著，材料形變對變形速率有較大敏感性。