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汽车车身曲面展开一步逆成形有限元法及其应用

作　者: 郎志奎
导　师: 胡平
学　校: 吉林大学
专　业: 车身工程
关键词: 汽车车身 曲面展开 一步逆成形有限元法 CAD/CAE一体化模块 回弹
分类号: U462
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
下　载: 461次
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内容摘要


本文对汽车车身曲面展开一步逆成形有限元法以及其在UG软件的CAE集成模块和车身部件冲压成形回弹模拟等方面的应用进行了深入的研究。曲面展开一步逆成形有限元方法以一步逆成形有限元理论为基础,考虑到零件加工工序中具体工步的成形情况对零件进行局部展开预示成形结果。算法中提供了基于径向基函数的隐式曲面构造方法、几何构造法和NURBS曲线构造法三种曲面重构方法;实现了法线一致性算法,网格光顺算法和主曲率展开方向优化算法三个关键子算法。采用曲面展开一步逆成形有限元方法,基于Unigraphics NX软件的底层代码开发平台开发了CAE模块“One-step Formability Analysis”;采用曲面展开一步逆成形有限元法模拟板材冲压成形过程,然后采用基于BT壳单元模型的非线性弹性静力隐式有限元法预示其卸载回弹过程。

全文目录


提要  5-8
第一章 绪论  8-28
  1—1 选题的依据和意义  8-12
  1—2 板材冲压成形数值分析技术的研究概况  12-23
  1—3 曲面展开一步逆成形有限元法的研究概况  23-27
  1—4 本文的主要研究内容  27-28
第二章 曲面展开一步逆成形有限元法的基本理论  28-55
  2—1 引言  28-31
  2—2 物体的变形分析  31-33
  2—3 变形张量与变形的表征  33-35
  2—4 一步逆成形有限元法的几何关系  35-41
  2—5 一步逆成形有限元法的本构关系  41-43
  2—6 单元节点的内力向量  43-46
  2—7 等效节点外力向量  46-50
    2－7.1 冲头对板料的作用力  46-48
    2－7.2 压边圈对板料的作用力  48-50
    2－7.3 拉伸筋对板料的作用力  50
  2—8 一步逆成形有限元法的求解  50-54
  2—9 小结  54-55
第三章 曲面展开一步逆成形有限元法的初始解预示算法  55-82
  3—1 引言  55-56
  3—2 曲面展开一步逆成形有限元法的初始解单元模型  56-65
    3－2.1 三角形单元的坐标变换矩阵  56-58
    3－2.2 三角形常应变单元的几何关系  58-61
    3－2.3 四边形等参单元的坐标变换矩阵  61-62
    3－2.4 四边形等参单元的几何关系  62-65
    3－2.5 四边形等参单元的节点内力  65
  3—3 单元刚度矩阵  65-66
  3—4 单元节点内力  66
  3—5 初始解迭代格式  66-67
  3—6 初始解迭代收敛准则  67
  3—7 数值算例  67-81
  3—8 小结  81-82
第四章 基于径向基函数的隐式曲面构造方法  82-98
  4—1 引言  82-85
  4—2 基于径向基函数的隐式曲面  85-91
    4－2.1 基于径向基函数的隐式曲面基本理论  85-89
    4－2.2 基于径向基函数的隐式曲面算法实现  89-91
  4—3 数值算例  91-97
  4—4 小结  97-98
第五章 曲面展开一步逆成形有限元法的其他曲面构造方法及关键技术  98-128
  5—1 引言  98-99
  5—2 曲面构造方法  99-107
    5－2.1 几何构造法  99-103
    5－2.2 NURBS 曲线构造法  103-107
  5—3 曲面展开一步逆成形有限元法的关键技术  107-118
    5－3.1 法线一致性算法  107-111
    5－3.2 网格光顺算法  111-114
    5－3.3 主曲率展开方向优化算法  114-118
  5—4 数值算例  118-127
    5－4.1 曲面构造方法的数值模拟  118-123
    5－4.2 曲面展开一步逆成形有限元法关键技术的数值模拟  123-127
  5—5 小结  127-128
第六章 曲面展开一步逆成形有限元法的应用  128-164
  6—1 引言  128-130
  6—2 UG 中CAD/CAE 一体化模块功能介绍  130-146
    6－2.1 One-step Formability Analysis 概述  130
    6－2.2 One-step Formability Analysis 工具栏介绍  130-136
    6－2.3 One-step Formability Analysis 操作流程  136-146
  6—3 汽车车身部件回弹仿真分析  146-163
    6－3.1 混合有限元法的基本方程  147-155
    6－3.2 数值算例  155-163
  6—4 小结  163-164
第七章 结论与展望  164-166
参考文献  166-175
攻博期间发表的学术论文及其他成果  175-176
致谢  176-177
摘要  177-181
ABSTRACT  181-185

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 整车设计与计算
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