材料成形過程模擬

第1章成形模擬的基本方法00

1.1有限單元法00

1.1.1基礎(chǔ)理論00

1.1.2單元和插值函數(shù)的構(gòu)造0

1.2有限差分法 0

1.2.1基本原理0

1.2.2逼近誤差0

1.2.3差分方程、截斷誤差和相容性0

1.2.4收斂性與穩(wěn)定性0

1.2.5拉克斯等價定理0

1.3邊界元法0

1.3.1數(shù)學基礎(chǔ)0

1.3.2位勢問題0

1.3.3線彈性靜力學問題0

1.3.4時間相關(guān)問題0

1.4有限體積法0

1.4.1基本原理0

1.4.2擴散問題0

1.4.3對流擴散問題0

1.4.4瞬態(tài)問題0

參考文獻0

第2章板料成形模擬方法0

2.1引言0

2.2板殼單元0

2.2.1薄膜單元0

2.2.2薄殼單元0

2.2.3中厚殼單元0

2.2.4等效彎曲單元0

2.3本構(gòu)方程0

2.3.1J2流動理論0

2.3.2J2隨動強化理論0

2.3.3各向異性理論0

2.4各向異性屈服函數(shù)0

2.4.1Hill正交各向異性函數(shù)0

2.4.2Barlat_Lian屈服函數(shù)0

2.4.3Barlat六參量正交各向異性屈服函數(shù)0

2.5工藝條件約束處理0

2.5.1罰函數(shù)法0

2.5.2防御節(jié)點法0

2.5.3摩擦力的計算

2.5.4板料沖壓成形界面滑動約束處理



2.6接觸搜索判斷

2.6.1工具形狀的定義

2.6.2接觸判斷

2.7板料成形有限元方法

2.7.1非線性方程組迭代解法

2.7.2板料成形全量拉格朗日有限元方法

2.7.3板料成形修正拉格朗日有限元方法

2.7.4板料成形虛功率增量型有限元方法

2.7.5板料成形數(shù)值模擬算例

2.8板料成形顯式有限元方法

2.8.1動力分析的虛功(率)方程

2.8.2動力顯式積分算法有限元方程

2.8.3顯式時間積分的中心差分算法

2.8.4臨界時間步長的確定

2.9板料成形有限元逆算法

2.9.1有限元逆算法基本理論

2.9.2初始場猜測

2.9.3逆算法算例

參考文獻

第3章鍛造成形模擬方法

3.1剛塑性有限元法


3.1.1概述

3.1.2剛塑性變分原理

3.1.3剛塑性有限元列式

3.1.4剛黏塑性有限元法

3.1.5計算實例

3.2彈塑性有限元法

3.2.1小變形彈塑性有限元法

3.2.2有限應變彈塑性有限元分析

3.2.3有限元方程

3.2.4計算實例

3.3無網(wǎng)格法

3.3.1概述

3.3.2無網(wǎng)格法基本原理

3.3.3有限元與無網(wǎng)格耦合方法

3.3.4計算實例

3.4塑性變形微納尺度模擬

3.4.1概述

3.4.2分子動力學基本理論與關(guān)鍵技術(shù)

3.4.3單晶銅納米壓痕過程中棱柱位錯環(huán)的形成機制

3.4.4納米孿晶銅塑性變形過程中棱柱位錯環(huán)與共格孿晶界面的反應

機制

參考文獻

第4章鑄造成形模擬方法

4.1溫度場模擬

4.1.1傳熱的基本方式概述

4.1.2數(shù)學模型

4.1.3基于有限差分的離散

4.1.4初始條件與邊界條件

4.1.5潛熱的處理

4.1.6計算實例

4.2充型過程模擬

4.2.1概述

4.2.2數(shù)學模型

4.2.3離散方法

4.2.4SOLAVOF方法

4.2.5計算穩(wěn)定性處理

4.2.6流動與傳熱的耦合

4.2.7計算實例


4.3應力場模擬

4.3.1概述

4.3.2數(shù)學模型

4.3.3離散方法

4.3.4計算實例

4.4冒口自動工藝優(yōu)化

4.4.1冒口自動工藝優(yōu)化算法

4.4.2冒口自動工藝優(yōu)化方法實例

參考文獻

第5章焊接成形模擬方法

5.1概述

5.2焊接熔池行為仿真

5.2.1焊接熔池行為數(shù)學模型

5.2.2計算方法

5.2.3計算實例

5.3焊接金屬蒸氣行為仿真

5.3.1焊接蒸氣行為數(shù)學模型

5.3.2計算方法

5.3.3計算實例

5.4焊接結(jié)構(gòu)應力與變形仿真

5.4.1焊接過程的溫度應力變形問題有限元求解框架

5.4.2焊接結(jié)構(gòu)變形仿真

5.4.3計算實例

5.5小結(jié)

參考文獻

第6章塑料注射成形模擬方法

6.1充模保壓過程模擬

6.1.1材料模型與控制方程

6.1.2模型簡化方法

6.1.3壓力場的計算

6.1.4流動前沿的確定

6.1.5方程求解

6.1.6計算實例

6.2冷卻過程模擬

6.2.1穩(wěn)態(tài)傳熱分析模型


6.2.2穩(wěn)態(tài)傳熱的邊界元求解方法

6.2.3瞬態(tài)傳熱分析

6.2.4計算實例

6.3殘余應力與翹曲變形模擬

6.3.1殘余應力模擬

6.3.2翹曲變形模擬

6.3.3計算實例

6.4微結(jié)構(gòu)與形態(tài)演化過程模擬

6.4.1材料類型

6.4.2結(jié)晶過程模擬

6.4.3共混聚合物的相形態(tài)演化演變模擬

6.4.4取向演化模擬

6.4.5數(shù)值實現(xiàn)

6.4.6結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系建模

6.4.7多尺度建模與模擬

參考文獻

第7章常用材料成形模擬軟件簡介

7.1板料成形模擬軟件

7.1.1FASTAMP軟件

7.1.2DYNAFORM軟件

7.1.3AUTOFORM軟件

7.2鍛造成形模擬軟件

7.2.1概述

7.2.2DEFORM軟件

7.2.3MSC.Marc/AutoForge軟件

7.3鑄造成形模擬軟件

7.3.1華鑄CAE

7.3.2ProCAST

7.3.3MAGMA SOFT

7.4焊接成形模擬軟件

7.4.1InteWeld

7.4.2Simufact.welding

7.4.3SYSWELD

7.5注射成形模擬軟件

7.5.1HsCAE

7.5.2Moldflow

7.5.3Moldex 3D

參考文獻