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板带轧制过程二维流函数-无网格伽辽金求解方法及其应用
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG37[金属学及工艺—金属压力加工]
  • 作者机构:[1]北京科技大学机械工程学院,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51075031,51174248)
中文摘要:

针对无网格伽辽金法(Element free Galerkin method,EFGM)在求解板带轧制过程塑性变形时计算效率低及边界处理相对复杂等问题,在保留EFGM的基本求解思想与框架基础上,将流函数引入EFGM,推导建立一种针对板带轧制过程的二维无网格方法——流函数-无网格法(Flow function-element free Galerkin method,F-EFGM)。由于在该方法中,以求解域内各节点流函数值为未知变量,速度场通过流函数求导得到,进而求解其他场量,实现了对刚度矩阵的降阶。采用流函数作为未知基础变量不仅能自动满足体积不可压缩条件,还使本质边界条件和摩擦边界条件的施加更加简便。为考核验证该方法,建模并仿真分析二维平面应变轧制过程,发现计算效率比原EFGM大大提高,计算结果与经典文献的刚塑性有限元计算结果和文献中实测结果吻合较好。

英文摘要:

A new meshless method for calculating the plastic deformation of strip rolling process, which is named the flow function-element free Galerkin method abbreviated as F-EFGM, is developed based on the element free Galerkin method to overcome its low calculating efficiency and complexity in boundary treatment by inducing the flow function into the method. The velocities are partial derivatives of the flow function. The order of the stiffness matrix is decreased when the flow function instead of velocity at every node in the solution region becomes the main variable to be resolved. Besides, the boundary processing is more convenient since the volume invariability is automatically satisfied by inducing the flow function. In order to demonstrate the advantage of the new numerical method, the two dimensional strain rolling process is simulated and properly analyzed. The results show that the calculation efficiency is dramatically lifted compared to the original method. The validity of the new method is also verified by comparing the results to those with the rigid-plastic finite element method and some experimental observations in the references.

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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