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EFG显式非线性动力学计算平台开发及应用

作　者: 王中钢
导　师: 田红旗
学　校: 中南大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 无网格伽辽金法非线性动力学平台开发
分类号: O313
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 46次
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内容摘要

无网格伽辽金方法(EFG)是一种新兴的数值计算方法。经过二十余年的发展,其在结构静力分析方面已初步成熟,但针对动力学强非线性问题的研究尚处起步阶段,有待进一步深入。论文根据完全拉格朗日格式的EFG显式非线性动力学求解方案,开发了面向对象的无网格伽辽金显式非线性动力学计算平台MF-DYNA,并采用经典的泰勒棒冲击算例验证动力学平台的准确性；针对冲击、碰撞问题中广泛涉及的刚性墙特殊边界数学表达问题,给出了可灌入式柱状刚性墙的实现方法；针对构造形函数的基函数、权函数、影响域半径三个基本因子的组合开展数值试验,得出了不同组合情况的误差演变规律,给出了三者组合的最佳选配方案。结果表明：放大因子为4.0是非线性动力学求解问题较为理想的取值；构造形函数时,建议选用二次基函数,Hierimite权函数和影响域半径放大因子4.0的组合方案；选取理想弹塑性材料模型、等向硬化弹塑性材料模型和Johnson_Cook弹塑性材料模型模拟金属成形典型问题,显现出EFG方案较有限元法的优越性,且对不同材料模型间良好的兼容性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-12
  1.3 论文研究的主要意义  12-13
  1.4 本文的主要工作及创新点  13-14
  本章小结  14-15
第二章 EFG显式非线性动力学计算平台开发  15-34
  2.1 EFG显式非线性动力学求解方案  15-19
  2.2 MF_DYNA面向对象的计算平台  19-33
    2.2.1 平台总体设计  19-21
    2.2.2 前处理  21-23
    2.2.3 求解模块  23-26
    2.2.4 MLS近似  26
    2.2.5 刚性墙处理  26-28
    2.2.6 后处理  28-29
    2.2.7 算例  29-33
  本章小结  33-34
第三章 EFG显式非线性动力学求解的精度评判  34-47
  3.1 EFG显式非线性动力学求解的误差源  34-35
  3.2 基函数、权函数、影响域半径组合选配方案  35-39
  3.3 基函数、权函数、影响域半径对计算精度的影响分析  39-46
  本章小结  46-47
第四章 EFG显式非线性动力学方案在金属成形中的应用  47-57
  4.1 理想弹塑性材料模型模拟块体成形  47-49
  4.2 等向硬化弹塑性材料模型模拟金属圆环镦粗  49-51
  4.3 JOHNSON COOK材料模型模拟金属挤压成形  51-56
  本章小结  56-57
第五章结论与展望  57-60
  5.1 主要得到了以下结论  57-58
  5.2 下一步研究展望  58-60
附录  60-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
硕士研究生期间参加的科研项目及发表的论文情况  69

EFG显式非线性动力学计算平台开发及应用

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