基于有限元的低應力多碰宏觀累積塑性變形研究.pdf

1、低應力多碰累積塑性變形問題因其重要的理論和工程意義引起廣泛的關注。目前低應力多碰累積塑性變形問題的研究已經(jīng)取得了階段性的成果，對其基礎理論進行了較系統(tǒng)的歸納，總結了低應力多碰載荷的特點，得到了宏觀累積塑性變形問題的一般分析及其求解方法。本論文針對低應力多碰下的宏觀塑性變形問題，在以下方面進行了研究：
　　 根據(jù)已知材料的低應力多碰試驗數(shù)據(jù)和變形規(guī)律，以長方體試件為對象建立有限元仿真模型，將測得的仿真結果與試驗結果進行比較，驗證有

2、限元仿真結果是否正確，并根據(jù)兩者差距修正有限元仿真模型。然后由仿真模型推測新材料在低應力多碰下的塑性行為及其規(guī)律。最后，對新材料進行低應力多碰試驗觀察其是否遵循仿真模型推測的變形規(guī)律，最終達到試驗仿真相互促進的目的。
　　 根據(jù)試件的設計特點與分析要求，利用ANSYS提供的參數(shù)化語言(APDL)將輸入量（試件特征尺寸，材料密度、彈性模量、屈服應力、剪切模量、泊松比，碰撞應力，加載時間等參數(shù)）設定為指定的函數(shù)、變量，加載求解，得出

3、試件的變形圖、等效應力場分布等值線圖以及選定節(jié)點塑性變形量隨碰撞次數(shù)、時間變化關系曲線。并在建立有限元模型與分析時，以參數(shù)表征其過程，從而實現(xiàn)可變參數(shù)的有限元分析。并從中掌握計算參數(shù)的調(diào)節(jié)作用，建立更加直觀、高效的仿真模型。
　　 以試驗數(shù)據(jù)與有限元仿真結果相結合，分別建立同一材料在不同碰撞應力下的累積塑性應變隨碰撞次數(shù)關系的數(shù)學模型；不同材料在相同沖擊應力下累積塑性應變隨碰撞次數(shù)關系的數(shù)學建模；塑變終止深度與碰撞應力關系數(shù)學模

4、型。并利用VB軟件建立塑性變形數(shù)學模型的人機交流界面，利用VB內(nèi)置函數(shù)彌補數(shù)學模型運算復雜的不足。根據(jù)數(shù)值分析法對數(shù)學模型進行誤差分析，得出所建數(shù)學模型的計算精度。
　　 最后從長方體試件的低應力多碰仿真研究中發(fā)現(xiàn)：不同材料的試件在高度Z方向變形趨勢相同，服從函數(shù)式εz=a×1n(Xn)+b的對數(shù)分布。試件寬度Y方向的塑性變形呈兩端小中間大的鼓性，變形量遠小于Z方向變形量；變形趨勢與Z方向不同，變形量隨沖擊次數(shù)呈鋸齒形增大；各層