金屬成形技術(shù),由初級(jí)開放鍛造與簡單沖壓,已經(jīng)發(fā)展到大量新的工程分支,如擠壓、軋制和超塑性成形等,在工業(yè)制造中發(fā)揮著重要的作用,成為汽車,航空航天、兵器、農(nóng)業(yè)機(jī)械和電氣電子部件等領(lǐng)域的重要的加工手段。從金屬成形過程的建模和計(jì)算角度來看現(xiàn)有技術(shù)的總體情況,有限元方法是用于分析復(fù)雜工業(yè)過程的最普遍的數(shù)值方法。然而隨著實(shí)際工程問題復(fù)雜化,進(jìn)行數(shù)值模擬所需要計(jì)算的離散模型也逐漸龐大,因此,亟需開發(fā)更高效、更精確、更高性能和更低成本現(xiàn)代數(shù)值分析技術(shù)�；谶@一需求,本文提出一種高效的自適應(yīng)方案,并將其應(yīng)用于金屬成形數(shù)值分析中。針對金屬成形中網(wǎng)格畸變問題,提出一種局部網(wǎng)格重劃算法。本文完成的主要工作和得到的結(jié)論,歸納如下:(1)詳細(xì)地描述了AFT算法理論、算法流程及程序?qū)崿F(xiàn)�；诖�,針對AFT在內(nèi)外邊界尺寸差距大和復(fù)雜邊界下存在的網(wǎng)格質(zhì)量低下,甚至不能進(jìn)行網(wǎng)格剖分的問題,通過改變新單元生成機(jī)制的方法來對AFT算法進(jìn)行改進(jìn)。并通過算例證明,改進(jìn)AFT算法能成功地應(yīng)用于內(nèi)外邊界尺寸差距大和復(fù)雜邊界問題,并獲得高質(zhì)量的平面三角形網(wǎng)格剖分圖,為下文的研究提供了網(wǎng)格剖分算法基礎(chǔ)。(2)開發(fā)了基于N-SFEM自適應(yīng)網(wǎng)格加密分析方案,構(gòu)建了基本的結(jié)構(gòu)框架和流程圖。算法分為兩部分:基于N-SFEM自適應(yīng)控制策略和多重網(wǎng)格細(xì)分準(zhǔn)則。其中,通過節(jié)點(diǎn)積分算法計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的應(yīng)變能密度作為自適應(yīng)控制策略以找出高應(yīng)變區(qū)域,將網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)分為不同的加密類別�；诠�(jié)點(diǎn)分類,應(yīng)用多重網(wǎng)格細(xì)分準(zhǔn)則對模型進(jìn)行自適應(yīng)網(wǎng)格加密。通過多個(gè)算例驗(yàn)證,自適應(yīng)加密算法中優(yōu)良的控制策略能準(zhǔn)確地定位高應(yīng)力區(qū)域,合適的多重網(wǎng)格細(xì)分準(zhǔn)則可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格快速加密。結(jié)果顯示:該算法能夠使用更少的迭代次數(shù),得到更為精確的結(jié)果。(3)將基于N-SFEM自適應(yīng)網(wǎng)格加密算法應(yīng)用于金屬成形大變形算法分析中。給出了考慮接觸的金屬成型過程中動(dòng)態(tài)大變形問題的基本方程,并簡要介紹了接觸算法及接觸力的計(jì)算方法。同時(shí),為了解決大變形中網(wǎng)格畸變問題,提出自適應(yīng)網(wǎng)格重劃算法,其中,設(shè)計(jì)了一種新的節(jié)點(diǎn)物理量傳遞方法。通過一系列案例分析,驗(yàn)證了本章所提算法的精確性、穩(wěn)定性和實(shí)用性,結(jié)果表明:自適應(yīng)網(wǎng)格重劃算法解決了金屬成形中的網(wǎng)格畸變問題,新網(wǎng)格具有良好的網(wǎng)格質(zhì)量,并且經(jīng)過物理量的傳遞,新網(wǎng)格也具有了完整的物理量。之后,進(jìn)行自適應(yīng)網(wǎng)格加密,進(jìn)一步提高算法的計(jì)算精度。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG301
【部分圖文】：

節(jié)點(diǎn)積分動(dòng)態(tài)自適應(yīng)算法研究及其在動(dòng)態(tài)大變形問題中的應(yīng)用( 1 0) 0′ 0 12( 1 0)( 0′ 0 12) 坐標(biāo)： 0′32( 1 0) 0 12 0′32( 0 1) 0 12

節(jié)點(diǎn)積分動(dòng)態(tài)自適應(yīng)算法研究及其在動(dòng)態(tài)大變形問題中的應(yīng)用( 1 0) 0′ 0 12( 1 0)( 0′ 0 12) 坐標(biāo)： 0′32( 1 0) 0 12 0′32( 0 1) 0 12

圖 2.3 新生成的邊與已有邊相交程中，要隨時(shí)注意 1， 2角度的可將點(diǎn)P0與已有前沿邊上與點(diǎn)P圖 2.4 新生產(chǎn)的邊與已有邊的夾角在著一個(gè)問題，即無論如何處理響網(wǎng)格的收斂效果。此時(shí)，除的位置關(guān)系，如圖 2.5，當(dāng)出現(xiàn)將產(chǎn)生的新點(diǎn)P0與已有的點(diǎn) P
【參考文獻(xiàn)】

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2 楊強(qiáng);吳浩;周維垣;;大壩有限元分析應(yīng)力取值的研究[J];工程力學(xué);2006年01期

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5 王建華,楊磊,沈?yàn)槠?有限元后驗(yàn)誤差估計(jì)方法的研究進(jìn)展[J];力學(xué)進(jìn)展;2000年02期

6 張華,張湘?zhèn)?一種適用于板料成形過程分析的自適應(yīng)有限元方法[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

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本文編號(hào)：2843711