板帶軋制過程二維流函數(shù)-無網(wǎng)格伽遼金求解方法及其應(yīng)用
本文選題:無網(wǎng)格伽遼金法 + 流函數(shù) ; 參考:《機械工程學報》2015年10期
【摘要】:針對無網(wǎng)格伽遼金法(Element free Galerkin method,EFGM)在求解板帶軋制過程塑性變形時計算效率低及邊界處理相對復雜等問題,在保留EFGM的基本求解思想與框架基礎(chǔ)上,將流函數(shù)引入EFGM,推導建立一種針對板帶軋制過程的二維無網(wǎng)格方法——流函數(shù)-無網(wǎng)格法(Flow function-element free Galerkin method,F-EFGM)。由于在該方法中,以求解域內(nèi)各節(jié)點流函數(shù)值為未知變量,速度場通過流函數(shù)求導得到,進而求解其他場量,實現(xiàn)了對剛度矩陣的降階。采用流函數(shù)作為未知基礎(chǔ)變量不僅能自動滿足體積不可壓縮條件,還使本質(zhì)邊界條件和摩擦邊界條件的施加更加簡便。為考核驗證該方法,建模并仿真分析二維平面應(yīng)變軋制過程,發(fā)現(xiàn)計算效率比原EFGM大大提高,計算結(jié)果與經(jīng)典文獻的剛塑性有限元計算結(jié)果和文獻中實測結(jié)果吻合較好。
[Abstract]:In view of the problems of low computational efficiency and relatively complicated boundary treatment in solving the plastic deformation of plate and strip rolling process by element free Galerkin method EFGM without meshless Galerkin method, the basic solution idea and frame of EFGM are retained. A two-dimensional meshless method, flow function-element free Galerkin method (Flow function-element free Galerkin method) for plate and strip rolling process, is derived by introducing the flow function into EFGM. In this method, the value of the nodal flow function in the domain is taken as the unknown variable, the velocity field is derived by the flow function, and then the other field quantities are solved, and the order reduction of the stiffness matrix is realized. Using the stream function as the unknown basic variable can not only satisfy the volume incompressibility condition automatically, but also make it easier to apply the essential boundary condition and friction boundary condition. In order to verify the method, the two-dimensional plane-strain rolling process is modeled and simulated. It is found that the computational efficiency is much higher than that of the original EFGM, and the calculated results are in good agreement with the rigid-plastic finite element results of classical literatures and the measured results in the literature.
【作者單位】: 北京科技大學機械工程學院;
【基金】:國家自然科學基金資助項目(51075031,51174248)
【分類號】:TG335.5
【參考文獻】
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【共引文獻】
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