環(huán)件冷輾擴數(shù)值模擬網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)的研究.pdf

1、冷輾擴是一種生產(chǎn)高質(zhì)量無縫環(huán)件的先進制造技術(shù)。由于環(huán)件冷輾擴受到靜力學、運動學和動力學因素的影響，使得控制環(huán)件成形具有高度的復雜性。利用有限元法模擬金屬環(huán)件冷輾擴過程，可解決傳統(tǒng)的經(jīng)驗直覺法與試湊法耗時費力且可靠性差的問題，為環(huán)件成形過程的綜合分析及規(guī)劃提供有效工具。伴隨著有限元技術(shù)的不斷發(fā)展，對有限元模擬的自動化程度以及計算的精度和效率提出了更高的要求，高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分已經(jīng)成為有限元數(shù)值模擬的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　 本研究為國家

2、自然科學基金重點項目——金屬環(huán)件冷輾擴塑性成形機理及工藝設(shè)備研究的重要內(nèi)容，主要是為了實現(xiàn)在環(huán)件冷輾擴有限元模擬中對模型的網(wǎng)格進行自適應(yīng)加密與重劃分，為分析求解提供可靠的網(wǎng)格，保證模擬的精度和效率。
　　 文中對傳統(tǒng)的自適應(yīng)有限元法和六面體網(wǎng)格生成方法進行了分析比較，提出并實現(xiàn)了針對環(huán)件冷輾擴有限元模擬的網(wǎng)格自適應(yīng)加密和重劃分算法。
　　 提出了基于模型幾何特征的網(wǎng)格自適應(yīng)加密觸發(fā)準則，通過網(wǎng)格畸變和單元與模具幾何干涉自

3、動控制網(wǎng)格的疏密?；诿婢W(wǎng)格自適應(yīng)加密的思想，提取六面體網(wǎng)格的表面單元進行剖分，在遵循協(xié)調(diào)加密準則的前提下完成了剖分后網(wǎng)格與初始網(wǎng)格拓撲關(guān)系的重組。通過記錄加密網(wǎng)格節(jié)點與原節(jié)點的關(guān)系，運用均值法完成了新增單元和節(jié)點場變量的分配和調(diào)整。
　　 在具體分析工件網(wǎng)格單元變形的度量以及工件與模具幾何離散導致的誤差的基礎(chǔ)上，提出了基于空間域離散誤差的網(wǎng)格重劃分觸發(fā)準則?；趥鹘y(tǒng)的柵格法思想，針對環(huán)件輾擴的特殊性建立了矩形截面和溝球截面的標