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非协调元在塑性成形中的应用

李雷  谢水生  
【摘要】:在金属材料成形过程中常采用体积不可压缩假定,采用普通有限元模拟这种过程时,需要通过Lagrange乘子法或罚函数法引入该约束,造成了额外的计算负担。对于弯曲成形,采用普通有限元方法会有剪切自锁现象,需要划分大量的单元。采用非协调元方法,不需要任何特殊处理,可自然解决以上问题。首先介绍了非协调元的构造方法,这种方法可保证非协调元的收敛性。然后分析了非协调元的数值性能,由于非协调内参的引入,单元具有了更多的变形模式,克服了体积自锁和剪切自锁现象。采用轴对称非协调元对薄板的冲压成形作了分析。计算结果表明,非协调元采用较少单元即可得到合理的数值结果。

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