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一种新的基于BST壳单元的一步法
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG386[金属学及工艺—金属压力加工]
  • 作者机构:[1]上海交通大学塑性成形工程系,上海200030
  • 相关基金:国家自然科学基金(50575143)和教育部博士点基金(20040248005)资助项目.
中文摘要:

大多数使用壳单元的一步法公式都会借助初始构型为平板这一条件略去初始构型的曲率计算,并消去转动自由度,简化终态构型曲率和弯曲刚度矩阵的计算,以保持计算效率,但这也限制了一步快速模拟的应用范围。为此,引入无转动自由度的BST(Basic shell triangular)壳单元,通过单元片内四个相邻单元,方便地计算出初始和终态构型的曲率而无需简化。在此单元基础上,使用对数应变描述大变形,采用考虑厚向异性的全量弹塑性本构关系,通过极值功原理,推导出新的可用于非平面初始构型的一步法公式,将一步法应用范围拓展到一般的壳体成形。给出一个矩形管纯弯曲的算例,特别考察其断面畸变问题,并将新一步法模拟的结果与增量分析和试验的结果做比较,验证了其正确性。

英文摘要:

Most of one-step formulations using shell elements leave out the changes of curvatures in initial blank, wipe off rotation DGFs and simplify the computations of bending stiffness matrix and curvatures in final configurations in virtue of initial flat blank. By this way high efficiency is kept but the applications of one-step fast simulation are limited at the same time. Therefore the rotation-fi'ee BST (Basic shell triangular) element is introduced to compute the changes of curvatures by a patch of four adjacent elements conveniently without any simplification. On the base of the BST shell element, a new one-step formulation is deduced, in which the logarithmic strain is employed to describe finite strain plasticity, Hill's normal anisotropic yield function is adopted and the principle of extreme work is utilized. The applications of one-step approach are therewith broadened to the general shell forming process with non-flat blank. A numerical example of the pure bending of rectangular tube is inspected and the simulation results of the new one-step method are compared with those of incremental analysis and experiment, by which its correctness is verified.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603