材料成形过程数值模拟的小波有限元研究

《材料成形过程数值模拟的小波有限元研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级UDC编号桂林电子科技大学硕士学位论文题目材料成形过程数值模拟的小波有限元研究（英文）StudyontheWaveletFiniteElementMethodfortheNumericalSimulationofMaterialFormingProcess研究生学号:092011114研究生姓名:吴落指导教师姓名、职务:向家伟教授/王衍学副教授申请学科门类:工学硕士学科、专业:机械制造及自动化提交论文日期:2012年4月论文答辩日期:2012年6月2012年6月9日万方数据独创性(或创新性)声明本人声明所呈

2、交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子

3、科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据摘要摘要随着计算机技术的发展，有限元数值方法在材料成形领域中得到了广泛的应用。然而，材料成形中存在着大量的塑性大变形问题。采用传统有限元法进行成形过程模拟时，随着工件塑性变形的加大

4、，网格将产生畸变现象。当网格畸变过于严重时，整个计算精度会大大降低，甚至由于无法收敛而导致计算无法进行。小波有限元法作为一种全新的数值分析方法，经过十余年的发展，在不同的工程领域均取得了一定的成果。其主要思想是将小波多分辨分析引入到传统有限元插值函数的构造中，经过一系列的处理，最后得到基于变分原理的小波有限元列式。该方法不仅保留了传统有限元离散逼近的特点，还拥有了小波函数多尺度、多分辨的特征。根据问题的需要采用不同的分析尺度，对处理大变形问题具有一定的优势。本文根据材料成形过程数值模拟中传统有限元方法存在的不足，将小

5、波有限元法引入到金属成形过程仿真中。首先介绍了塑性变形的基本力学知识以及区间B样条小波（B-splinewaveletontheinterval,BSWI）的定义和基本函数式，并且详细推导了基于塑性理论的小波单元应变率矩阵和体积应变率。在罚函数法实施体积不可压缩约束条件的基础上，从刚塑性材料的马尔可夫（Markov）变分原理出发，结合区间B样条小波，详细推导了二维刚塑性小波有限元方程列式。并对初始速度场以及摩擦边界处理等关键问题的处理进行了研究，给出了模拟分析过程的算法流程。最后，运用刚塑性小波有限元法成功模拟了管材

6、液压胀形过程和圆环、方棒平面镦粗变形过程，分别与DYNAFORM软件和DEFOEM软件所得结果进行分析比较，验证了该方法在材料成形模拟分析过程中的可行性与优越性，为了课题的进一步研究提供了一定的参考价值。关键词：材料成形；小波有限元法；刚塑性；数值模拟I万方数据AbstractAbstractWiththedevelopmentofcomputertechnology,thefiniteelementmethodisappliedwildlyinnumericalsimulationofmaterialforming

7、processing.However,thereareagreatnumberoflargeplasticdeformationsinplasticforming.Astheplasticdeformationisincreasing,themeshdistortsseriously,thecomputationaccuracywillbereducedgreatly,andeventhecomputationprocesscannotbecontinued.Asanewnumericalanalysismethod

8、,thewaveletfiniteelementmethodwhichundergoesmorethantenyearsdevelopmenthasbeenappliedinthedifferentfieldsofengineeringandgetsacertainachievement.Themainideaistointroducethew