面向精沖數(shù)值模擬的自適應(yīng)四邊形網(wǎng)格生成的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著精沖技術(shù)在汽車制造、航空器制造、通用機(jī)械等領(lǐng)域越來越廣泛的應(yīng)用，針對精沖過程的有限元數(shù)值模擬也越來越成為目前精沖應(yīng)用領(lǐng)域從設(shè)計(jì)到制造的重要環(huán)節(jié)，而網(wǎng)格剖分是精沖成形有限元分析的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于精沖成形過程復(fù)雜，是一種大位移、大轉(zhuǎn)動(dòng)以及大應(yīng)變的塑性加工過程，為了在保證計(jì)算精度的情況下減少計(jì)算量，必須采用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)，所以該項(xiàng)技術(shù)也是當(dāng)前有限元技術(shù)研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。本文針對精沖成形的工藝特點(diǎn)，對精沖成形中的有限元網(wǎng)格生成技術(shù)作了較

2、為深入和系統(tǒng)的研究，提出了一套適用于精沖成形有限元分析的自適應(yīng)四邊形網(wǎng)格生成算法，并編制了相應(yīng)的網(wǎng)格剖分程序。本文所做的工作主要有以下幾個(gè)方面： 將鋪路法(Paving)和二分法(Looping)相結(jié)合，提出了改進(jìn)的二分法。本文結(jié)合鋪路法和二分法，對規(guī)則及不規(guī)則二維幾何域提出了一套改進(jìn)的四邊形網(wǎng)格剖分算法。它的基本原理是在幾何區(qū)域邊界使用鋪路法，區(qū)域內(nèi)部使用二分法，該方法不但充分利用鋪路法邊界網(wǎng)格單元形狀規(guī)整、質(zhì)量好及二分法幾何

3、適應(yīng)性強(qiáng)、速度快、內(nèi)部網(wǎng)格質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)又對原算法中的不足之處進(jìn)行修正和改進(jìn)，解決了原算法在狹窄幾何區(qū)域內(nèi)發(fā)生網(wǎng)格相交，造成網(wǎng)格剖分失敗的問題；改進(jìn)了原二分法中最優(yōu)分割線上新生成節(jié)點(diǎn)數(shù)目確定及布局的計(jì)算方法；最后嘗試性地使用鋪路法生成兩層邊界單元，以驗(yàn)證生成兩層邊界單元層是否比生成一層邊界單元層更有助于提高邊界網(wǎng)格的剖分質(zhì)量。 邊界自適應(yīng)及人工指定區(qū)域的網(wǎng)格細(xì)分。本文較深入地研究了網(wǎng)格自適應(yīng)算法及四邊形網(wǎng)格細(xì)分方法，同時(shí)又結(jié)

4、合精沖局部大變形的工藝特點(diǎn)以及本文使用的四邊形網(wǎng)格剖分算法，采用逐點(diǎn)插入法實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格的邊界自適應(yīng)，最后使用Wada等提出的四邊形網(wǎng)格細(xì)分方法對指定幾何區(qū)域內(nèi)的四邊形網(wǎng)格進(jìn)行了細(xì)分。 提出了適用于變密度有限元網(wǎng)格的光順?biāo)惴?。針對現(xiàn)有網(wǎng)格光順?biāo)惴ㄈ鏛aplace算法等，在光順過程中往往會(huì)使網(wǎng)格“局部均勻化”，改變網(wǎng)格單元大小梯度的弊端。本文基于Giuliani算法思想，去除原算法中平均高度及平均底邊使單元大小趨向平均化的影響，提出了