板料成形模擬中的曲面網(wǎng)格劃分和節(jié)點編號優(yōu)化的研究.pdf

1、金屬板料成形數(shù)值模擬可以形象地描述金屬在成形過程中的流動行為，提供變形體及模具在成形過程中各種物理學場量的分布及變化規(guī)律，從而為模具設計提供依據(jù)，減少試模次數(shù)，具有重要的研究價值。 有限元網(wǎng)格劃分是有限元分析的關鍵技術之一，良好的網(wǎng)格有助于提高有限元的計算速度和計算精度。節(jié)點編號優(yōu)化可以減少有限元的帶寬，從而提高有限元求解速度。本論文以網(wǎng)格劃分和節(jié)點編號優(yōu)化為研究重點，完成了以下研究工作： 1)在分析比較了映射網(wǎng)格生成法

2、、節(jié)點生成法、子域分離法、叉樹法、掃描法、柵格法等之后，在UG中開發(fā)其曲面網(wǎng)格劃分功能，新增了網(wǎng)格劃分功能菜單，使得在UG中網(wǎng)格劃分過程更加簡單，特別是在對復雜的曲面模型劃分時，與UG相比劃分速度更快。 2)有限元的剛度矩陣具有對稱性、稀疏性、帶形分布等特性，減少有限元的同單元最大節(jié)點編號差可以減少有限元的帶寬，可以提高求解速度。以此為目標，本文在對節(jié)點編號優(yōu)化進行了概述及典型的編號法進行了詳細說明后，基于數(shù)學歸納法分析最佳節(jié)點

3、編號排序的某些特點，提出了節(jié)點編號優(yōu)化新算法，將優(yōu)化目標的多約束條件通過懲罰處理變成單一約束條件，大大減少算法復雜程度，并易于程序上的實現(xiàn)。通過實例對平面三角形單元、平面四邊形單元、板料成形中的殼單元進行節(jié)點編號優(yōu)化，以驗證該算法的有效性和優(yōu)越性。 3)目前模型的數(shù)據(jù)信息難以有效地完全共享，從而較大地制約了板料成形模擬的發(fā)展。利用CAD和CAE軟件各自的長處，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，避免CAD模型導入CAE后出現(xiàn)的模型部分數(shù)據(jù)的丟失，減少

4、在CAE軟件中耗時和費力的修補工作，本論文在以網(wǎng)格模型中的單元和節(jié)點數(shù)據(jù)信息為轉換對象，進行了CAD和CAE的數(shù)據(jù)集成這方面探索性的研究工作。 4)利用本課題開發(fā)的網(wǎng)格劃分功能和節(jié)點優(yōu)化算法對江鈴汽車J117車地板進行了網(wǎng)格劃分和節(jié)點優(yōu)化，在DYNAFORM中完成有限元模擬，對比優(yōu)化前后的結果，從而進一步證明了本課題所開發(fā)的網(wǎng)格劃分和節(jié)點優(yōu)化算法的可行性、有效性和優(yōu)越性。 本研究工作的主要創(chuàng)新點為：1)在UG下做了二次開