链条滚子反挤压刚塑性有限元模拟研究

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1、链条滚子反挤压刚塑性有限元模拟研究摘要本文采用县!望丝直阻元法对链条滚子成形关键工序一反挤压工序进行了数值模拟研究，并引入节理单元对接触摩擦区进行模拟。本文根据有限单元法的基本原理，并结合刚塑性流动的基本理论，推导出本体部分的刚塑性有限元矩阵方程，采用将节理单元部分与本体单元部分进行耦合的方法，进一步推导出引入节理单元进行接触摩擦处理后的有限元耦合方程。本文也据此开发了一套可以有效运行的模拟程序系统，该系统可将模拟计算结果进行可视化显示。同时，对数值模拟中的一些关键技术问题，如粘摩系数的获取、初始速度场的选取、迭代收敛判据、奇异点的处理和网格重划技

2、术等，进行了分析和探讨。文中针对反挤压过程网格畸变严重的特点，运用Marc软件对整个反挤压过程进行了网格重划处理，更真实地显示了网格畸变后的变形情况。最后，本文还进行了实验研究，并将有限元数值模拟的结果与实验所得结果进行比较分析，从而验证理论的可行性和程序系统的可靠性。关键协链条髟反膨刚塑∥节理彰”耦合链条海髟反毋匠刚塑彩节理章吾。耦合XAStudyofRigid-PlasticFiniteElementMethodSimulationofChainRoller’sBackwardExtrusionProcessAbstractInthispape

3、r,rigid—plasticfiniteelementmethod(FEM)wasusedtosimulatethecriticalformingprocessofchainroller--backwardextrusionprocess，andjoint—elementwasintroducedintothesimulationofcontactfrictionareainplasticforming．Thematrixequationsofrigid-plasticfiniteelementmethodinnoumenonzonewerede

4、ducedfromthebasictheoryofFEM，combinedwiththebasictheoryofrigid·plasticflowrule．Thematrixequationofjoint—elementzoneandnoumenon—elementzonewereassembledintoaunwarycouplingmatrixequationthroughcouplingmethod．Accordingtothecouplingmatrixequation，wedevelopedaneffectiveprogramsyste

5、mforsimulatingthebackwardextrusionprocesswhichgivedvisibledrawingofsimulationresults．Somespecialproblemsinnumericalsimulation，suchastheaquationofVise—frictionfactor，thechoiceofinitialvelocityfield，theconvergencecriterionofiteration，thetreatmentofsingularpoint，remeshteehique，et

6、c．，wereanalyzedinthispaper．Becausetheinitialmeshdistortedheavilyinthebackwardextrusionformingprocess，Marcsoftwarewasusedinthispapertorealizetheremeshprocesswhichmadethesimulationresultsmoreaccurate．Then，theformingprocessofbackwardextrusionwasstudiedbyexperiment，andtheresultofe

7、xperimentwascomparedwiththedatumofthenumericalsimulation．Itisprovedthatthetheoryandtheprogramsystemforrigid—plasticFEMnumericalsimulationinbackwardextrusionprocessisreliableandutility．Keywords：chainrollerbackwardextrusionrigid-plasticjoint—elementcoupling致谢在本文即将完成之际，首先向我的导师洪深泽

8、教授致以崇高的敬意和最诚挚的谢意。在本人的学习阶段和论文撰写过程中，得到了导师在生活上的亲切关怀和学术上的悉心指导。洪教授