液壓成形數(shù)值仿真力學模型的適應性分析與軟件工具開發(fā).pdf

1、由于通過液壓成形技術可以制得具有高的強度和剛度的汽車零部件，同時它又大大節(jié)省了材料，顯著縮短了加工時間，因此在近幾十年得到了很快的發(fā)展，并在汽車輕量化中得到了越來越廣泛的應用。此外，隨著電子計算機技術和現(xiàn)代精密控制技術特別是液壓控制技術的進步，液壓成形技術開始逐步應用于航空、航天、船舶等其他領域。但是在液壓成形的數(shù)值仿真中，材料的力學模型、液壓加載的模式以及其他工藝參數(shù)等都會影響計算機仿真的精度。論文在GF973項目的支持下，完成的主要

2、研究成果總結(jié)如下：
　　1.本構模型的二次開發(fā)
　　在深入研究了本構數(shù)值積分算法的基礎上，采用半隱式向后Euler算法，針對三維Hill’48屈服準則，推導了該模型半隱式向后Euler算法方程式，編寫了相應的計算程序。然后利用大型非線性有限元軟件LS-Dyna提供的用戶自定義接口平臺——用戶材料子程序UMAT，實現(xiàn)了三維Hill’48屈服準則的本構積分模塊。通過單個單元單向拉伸和復雜液壓成形，對嵌入的屈服準則進行了驗證。此外

3、，針對碳鋼材料的T型三通管內(nèi)高壓成形，分別應用二維平面應力的Hill’48屈服準則和三維應力的Hill’48屈服準則進行液壓成形計算機仿真，并和物理試驗結(jié)果進行比較，以分析其適應性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，二次開發(fā)的力學模型能更好地反映碳鋼材料的液壓成形過程，其具有更高的精度。
　　2.液壓成形快速建模仿真工具的開發(fā)
　　在綜合比較LS-Dyna自帶前處理器LS-PrePost和Dynaform液壓成形模塊的基礎上，利用 C++語言開發(fā)了

4、基于LS-Dyna求解器的液壓成形快速建模仿真工具。該工具大大簡化了液壓成形前處理的操作，它包含了三種單元模式（常規(guī)殼單元、考慮法向應力殼單元、實體單元）、兩種液壓加載方式（壓力加載、體積加載），同時還嵌入了新的二次開發(fā)的本構模型（Hill’48三維應力模型、Barlat’91平面應力模型、Barlat’91考慮法向應力模型）。與傳統(tǒng)的液壓成形建模軟件工具相比，此軟件工具提供了更加合理而又多樣的材料模型，能更加真實地反映液壓成形的過程。