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第1章 绪论1

1.1有限元方法的发展历史1

1.1.1板料成形有限元技术发展2

1.1.2体积成形有限元技术发展2

1.2有限元商业软件简介3

1.2.1 LS-DYNA3

1.2.2 Marc软件4

1.2.3 DEFORM软件5

1.2.4 ABAQUS软件6

1.2.5 PAM-STAMP软件7

第2章 金属塑性成形塑性力学基础9

2.1金属塑性变形问题9

2.1.1塑性变形的基本形式9

2.1.2塑性及塑性指标10

2.1.3影响塑性变形的主要因素11

2.2求和约定与张量14

2.2.1角标记号法14

2.2.2求和约定14

2.2.3克氏符号σij15

2.2.4张量15

2.3应力分析与应变16

2.3.1点的应力状态分析16

2.3.2应力平衡方程19

2.3.3应变与位移的关系20

2.3.4点的应变状态分析23

2.4平面应力与平面应变问题27

2.4.1平面应力问题28

2.4.2平面应变问题29

2.5屈服准则与应力应变关系29

2.5.1弹性变形时应力应变关系29

2.5.2 Mises屈服准则30

2.5.3增量理论与全量理论33

2.5.4材料的真实应力应变曲线36

第3章 弹塑性有限元理论基础及应用41

3.1有限元基本方法41

3.1.1简例-桁架结构分析41

3.1.2有限元法解题步骤44

3.2线性问题有限元法46

3.2.1平面问题46

3.2.2轴对称问题53

3.3非线性问题有限元方法56

3.3.1非线性问题概述56

3.3.2材料本构关系57

3.4单元技术65

3.4.1单元种类65

3.4.2单元划分技术66

3.4.3网格自适应优化方法67

3.5板料成形有限元方程求解算法68

3.5.1动态显式算法和静态隐式算法68

3.5.2动态显式算法与静态隐式算法的比较71

3.6材料模型72

3.6.1影响材料成形性能的因素72

3.6.2材料的成形极限图73

3.6.3冲压成形CAE分析常用材料模型75

第4章 板料冲压成形数值模拟77

4.1板料冲压成形CAE分析的一般步骤77

4.2 DYNAFORM软件的基本模块主要功能78

4.2.1前置处理78

4.2.2有限元求解计算79

4.2.3后置处理79

4.3板料冲压成形缺陷84

4.4成形极限图85

4.5 DYNAFORM软件的FLD功能模块87

4.6汽车零件的拉深成形数值模拟88

4.6.1前置处理88

4.6.2快速设置96

4.6.3利用ETA/Post进行后处理分析102

4.7管件的液压胀形成形数值模拟105

4.7.1进行T形管件液压成形模拟试验105

4.7.2自动设置106

4.7.3提交LS-DYNA求解器求解计算109

4.7.4后置处理109

第5章 刚塑性有限元理论基础及应用111

5.1刚塑性变形问题111

5.1.1刚塑性变形的边值问题111

5.1.2 Markov变分原理113

5.1.3拉格朗日乘子法115

5.1.4罚函数法116

5.1.5可压塑性法117

5.2刚塑性有限元119

5.2.1离散化119

5.2.2拉格朗日乘子法求解式121

5.2.3罚函数法122

5.3平面问题和轴对称问题123

5.3.1二维单元123

5.3.2刚度方程129

5.3.3整体刚度方程132

5.4数值模拟关键技术136

5.4.1接触应力边界条件处理136

5.4.2速度约束条件的引入138

5.4.3初始状速度场及刚性区140

5.4.4动态接触边界的自动处理技术141

5.5刚塑性有限元模拟分析步骤145

5.5.1增量变形分析方法146

5.5.2模拟分析步骤147

第6章 体积成形有限元数值模拟148

6.1单元自适应技术148

6.1.1单元自适应加密技术149

6.1.2单元重划分153

6.2 DEFORM软件160

6.2.1简介160

6.2.2前处理160

6.2.3分析求解163

6.2.4后处理164

6.3锻造过程模拟实例164

6.3.1螺旋伞齿轮的锻造工艺164

6.3.2锻造过程前处理165

6.3.3进行模拟运算及后处理172

6.4滚压过程模拟实例175

6.4.1温滚压工艺175

6.4.2温滚压模拟方案设计176

6.4.3温滚压模拟过程176

6.4.4模拟结果与分析178

参考文献182