基于有限元的低應(yīng)力多碰宏觀累積塑性變形研究.pdf

1、低應(yīng)力多碰累積塑性變形問題因其重要的理論和工程意義引起廣泛的關(guān)注。目前低應(yīng)力多碰累積塑性變形問題的研究已經(jīng)取得了階段性的成果，對其基礎(chǔ)理論進行了較系統(tǒng)的歸納，總結(jié)了低應(yīng)力多碰載荷的特點，得到了宏觀累積塑性變形問題的一般分析及其求解方法。本論文針對低應(yīng)力多碰下的宏觀塑性變形問題，在以下方面進行了研究：
　　 根據(jù)已知材料的低應(yīng)力多碰試驗數(shù)據(jù)和變形規(guī)律，以長方體試件為對象建立有限元仿真模型，將測得的仿真結(jié)果與試驗結(jié)果進行比較，驗證有

2、限元仿真結(jié)果是否正確，并根據(jù)兩者差距修正有限元仿真模型。然后由仿真模型推測新材料在低應(yīng)力多碰下的塑性行為及其規(guī)律。最后，對新材料進行低應(yīng)力多碰試驗觀察其是否遵循仿真模型推測的變形規(guī)律，最終達到試驗仿真相互促進的目的。
　　 根據(jù)試件的設(shè)計特點與分析要求，利用ANSYS提供的參數(shù)化語言(APDL)將輸入量（試件特征尺寸，材料密度、彈性模量、屈服應(yīng)力、剪切模量、泊松比，碰撞應(yīng)力，加載時間等參數(shù)）設(shè)定為指定的函數(shù)、變量，加載求解，得出

3、試件的變形圖、等效應(yīng)力場分布等值線圖以及選定節(jié)點塑性變形量隨碰撞次數(shù)、時間變化關(guān)系曲線。并在建立有限元模型與分析時，以參數(shù)表征其過程，從而實現(xiàn)可變參數(shù)的有限元分析。并從中掌握計算參數(shù)的調(diào)節(jié)作用，建立更加直觀、高效的仿真模型。
　　 以試驗數(shù)據(jù)與有限元仿真結(jié)果相結(jié)合，分別建立同一材料在不同碰撞應(yīng)力下的累積塑性應(yīng)變隨碰撞次數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；不同材料在相同沖擊應(yīng)力下累積塑性應(yīng)變隨碰撞次數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)建模；塑變終止深度與碰撞應(yīng)力關(guān)系數(shù)學(xué)模

4、型。并利用VB軟件建立塑性變形數(shù)學(xué)模型的人機交流界面，利用VB內(nèi)置函數(shù)彌補數(shù)學(xué)模型運算復(fù)雜的不足。根據(jù)數(shù)值分析法對數(shù)學(xué)模型進行誤差分析，得出所建數(shù)學(xué)模型的計算精度。
　　 最后從長方體試件的低應(yīng)力多碰仿真研究中發(fā)現(xiàn)：不同材料的試件在高度Z方向變形趨勢相同，服從函數(shù)式εz=a×1n(Xn)+b的對數(shù)分布。試件寬度Y方向的塑性變形呈兩端小中間大的鼓性，變形量遠小于Z方向變形量；變形趨勢與Z方向不同，變形量隨沖擊次數(shù)呈鋸齒形增大；各層