材料成形過程中的類等勢場模擬法研究

材料成形過程中的類等勢場模擬法研究

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1、西北工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要實時、準(zhǔn)確地模擬材料變形過程中的相關(guān)場變量信息是快捷、高效生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)成形件的必要保證,也是實現(xiàn)材料成形與控制一體化技術(shù)的基本前提。而目前國內(nèi)外在此方面的研究多集中于有限元數(shù)值分析方法,由于有限元方法在本質(zhì)上不具有實時性,所以在材料成形過程的快速實時建模、成形工藝設(shè)計與智能控制一體化等方面一直沒有突破性的進(jìn)展,這使得工藝設(shè)計與生產(chǎn)過程控制始終沒能很好地結(jié)合起來,因此難變形材料的成形與加工始終是材料加工領(lǐng)域的一大難題。針對上述問題,基于電場模擬理論,依據(jù)能量最小原理和最小阻力原理,并參考有限元方法、滑

2、移線方法等其他相關(guān)方法提出了一種基于類等勢場的材料成形坯料反推新方法,并進(jìn)一步將電場模擬方法推廣至材料成形的正向模擬,同時嘗試著建立一種快速描述體積成形過程的數(shù)值分析模型,初步實現(xiàn)了簡單成形工藝的快速實時描述。主要成果和新見解如下:1.基于對模擬方法的分析與理論推導(dǎo),論證了應(yīng)用電場模擬方法對材料成形過程進(jìn)行模擬的可能性與可行性。2.依據(jù)電場模擬的一般規(guī)律,提出了一種基于等勢場的材料成形坯料反推新方法—類等勢場反推法。并分別以沖壓成形的脹形工藝、縮口工藝和體積成形中的典型盤件成形過程為例,對該方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。結(jié)果表明,該方法

3、思路可行、結(jié)果可靠。與傳統(tǒng)方法相比,具有計算速度快、可靠性高、易于實現(xiàn)等特點。3依據(jù)相似模擬理論,將電場模擬方法進(jìn)一步推廣至材料成形的正向模擬過程,以墩粗成形工藝為例,嘗試著建立了一種能夠快速模擬材料成形過程的數(shù)值分析模型,通過與有限元方法的對比表明:該方法計算過程簡單,易于實現(xiàn),結(jié)果可靠、方法有效。關(guān)鍵詞:類等勢場反推法電場模擬相似理論快速模型西北工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractItisassurancetoproducethehighqualityproductsrapidlyandeficientlythatsim

4、ulatingthematerialdeformationprocessreal-timeandaccurately,anditisalsothebasicpresuppositiontoachievetheintegrationofthematerialdeformationandcontrolling.Atthepresenttime,theresearchismainlyfocusonFEM,butitisnotreal-timeessentially,andtheresearch,whichonthefieldofthe

5、materialdeformationprocessreal-timemodelbuildingandtheintegrationoftechnologicaldesignandintellectcontrolling,hasnoadvance.Itisnotconnectivecloselybetweenthetechnologicaldesignandtheproductionprocesscontrolling,soitisallalongthepuzzleinthefieldofmaterialprocessingtof

6、ormationofthedificult-deformationmaterial.Aimfortheproblemabove,thenewreverseeducingmethodaboutformingblankhasbeengivenwhichbasedonthe.similarequipotential-fieldandtheelectricfieldanalogtheory,anditalsousesthetheoryofminimumenergyandminimumresistancepressure.Inadditi

7、onitreferstotheFEMandglidelinemethodandsoon.Furthermore,ithasbeenextendedtothefieldofthematerialformingforwardsimulation,andtherapidmodelaboutthebulkforminghasalsobeenestablished,andthereal-timemodelaboutsimplecrafthasbeenachievedpreliminary.Themainresearchfindingsan

8、dnewoutlooksareasfollows:1.Baseontheanalyseofsimulationmethodsandthetheorydeduce,thepossibilityandthefeasibilityhasbeenapprovedinsi

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