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基于样条有限条法的辊弯成型过程可视化仿真研究

二十世纪初,对金属进行冷弯成型加工的工艺过程已经开始应用。今天,其产品应用于建筑、汽车、航天、轻工、机械制造等各个领域,随着直缝焊管质量的不断提高应用日趋广泛,厚壁管材向着替代无缝管的方向发展,相应产品的配套机组相继问世并投入实际生产。现代新型的辊弯制管系统弥补了传统焊管成型机组的一些缺点,具有适应多种规格产品的生产,换辊时间短甚至不需要换辊,调整灵活方便,成型过程稳定,产品附加值高、质量好,同时轧辊磨损小,轧机能耗低等优势。因此,对辊弯制管系统的柔性化研究与开发一直是焊管成型工艺技术发展的一个主要方向,探索管材复杂的几何、材料和接触边界等多重非线性的变形过程与规律,不仅是现代轧机设计的核心,也是具有实际意义的课题。本文首先综述了国内外有关辊弯制管技术开发和研究、成型理论、成型过程计算机模拟和可视化技术的进展。进一步完善了基于修正拉格朗日法的弹塑性大变形样条有限条方法,修正了相应的计算列式;建立了具有“流动”特性的全程模拟模型,  (本文共107页) 本文目录 | 阅读全文>>

《建筑结构学报》1990年06期
建筑结构学报

高层建筑结构的广义有限条法

概述 随着高层建筑结构类型的增多,计算方法层出不穷。其中有限元法具有精度高、通用性强等优点,但它的计算工作量很大,在分析筒体等复杂的空间结构时,往往受到计算机容量和费用的限制。有限条法的特点是基本未知数不受结构层数的影响,计算工作量远小于有限元挂””‘2’,但在计算框架或框筒结构的内力时,首先要把柱和梁折算成等效连续体,当柱子数量较小或柱距不等时,势必增加计算误差。 广义有限条法吸取了上述两种方法的优点,未知数按有限条法选取,但柱和梁的能量分析则按有限元法推导。其基本思路是:将高层结构分成若干条,其中实条代表剪力堵,虚条和线条分别代表它们所包含的各层梁和柱;令各条交结线的变位为基本未知函数,并由一组预先选定的基函数及相应的待定位移参数表示;实条内任意点的内力与结线变位的关系按有限条法处理,虚条和线条内各梁、柱的内力与结线上相应节点变位的关系按有限元法处理,井假定梁、柱各节点变位与结线相应点的变位一致,根据变形协调条件,分别按有限...  (本文共9页) 阅读全文>>

《四川建筑科学研究》1990年03期
四川建筑科学研究

高层建筑结构的广义有限条法

一、概述 随着高层建筑结构类型的增多,计算方法层出不穷。其中有限元法具有精度高、通用性强等优点,但它的计算工作量远小于有限元法〔1〕、〔2〕,但在计算框架或框筒结构的内力时,首先要把柱和梁折算成等效连续体,当柱子数量较少或柱距不等时,势必增加计算误差。 广义有限条法吸取了上述两种方法的优点。未知数按有限条法选取,但柱和梁的能量分析则按有限元法推导,其基本思路是.将高层结构分成若干条,其中实条代表剪力墙,虚条和线条分别代表它们所包含的各层梁和柱,令各条交结线的变位为基本未知参数,并由一组预先选定的基函数及相应的待定位移参数表示,实条任意点的内力与结线变位的关系按有限条法处理,虚条和线条内各梁、柱的内力结线上相应节点变化的关系按有限元法处理,并假定梁、柱各节点变位与结线相应点的变位一致。根据变形协调条件,分别按有限元法和有限条法的能量计算过程形成线条,虚条和实条的条元刚度矩阵,以及结构的总刚度矩阵,由此相继求得各位移参数,结线的变位...  (本文共8页) 阅读全文>>

《固体力学学报》1986年04期
固体力学学报

平面问题的正弦级数与多项式的有限条法

1.前言尽管作为解决结构分析问题的强有力的和应用非常广污的有限元法已经被建立并为人们所了解.但有限元法的计算费用是按某种数量级增长的,输入数据特别多.为了减少计算费用和输入数据,研究者们创立了有限条法.但目前的有限条法也有不足之,就是它只适用于简单边界条件、儿何形状很规则的结构.因而大大地限制了有限条法的应用范围.作者试图克服平面间题中有限元法和有限条法的上述缺点,推导一种能与有限元法混合使用的有限条法. 2.有限条法的基本公式 1)位移函数用正弦级数与多项式迭加作为本文有限条法的位移函数,具体形式如、,︸、产、.产In乙Od了性、了、了飞.下:{f}式中〔N〕 {j},={:卜凳〔N〕。{“,。 0(1一见)耳梦*立〕‘m二‘,2,一r,玖、产一劣 一n︸一.1了.、 厂l.J二{。‘。‘uj 01}〔N〕一〔(l一动(1一夕) 0 0(1一见)(1一夕)夕,t)43(阴“1,2…,r)见(1一夕)0见夕0(1一见)夕0 0见...  (本文共7页) 阅读全文>>

《武汉水运工程学院学报》1987年03期
武汉水运工程学院学报

纵向加劲板弹性稳定问题的有限条分析

加劲板的弹性稳定性分析,由于其固有的复杂性,在工程实践中儿乎全部采用最简化的公式或图表r’〕〔2〕。有限元法虽然是一个灵活而又有效的方法,但它需要大量的计算机内存。因而在一般设计部门,使用有限元法就存在实际的困难。 由张佑启教授首创的半解析的有限条法,对于具有规则几何形状的结构的计算,不必使用大型快速电子计算机,只需要小容量电子计算机,因而可以节省大量电算费用。目前,有限条法在板的弯曲分析中运用较多,而在板、尤其是加劲板的稳定性分析中运用较少。本文将尝试用限条法分析加劲板的弹性稳定问题。一、纵向加劲板失稳的基本考虑 在加劲板的稳定问题中,通常要考虑两种屈曲形式。1.如呆板由强劲的肋所加固,则可能的屈曲模式,是在板的加劲肋之间的局部屈曲。2.板和加劲肋的组合体的总体川曲,也称为主屈曲。 对于局部屈曲的情况,板和加劲肋之间在结构上相互作用很小,而肋仅仪作为板的屈曲模式的波节线,如图la)。因此问题可简化为寻求未加劲的节间板的临界载荷...  (本文共10页) 阅读全文>>

《长安大学学报(建筑与环境科学版)》1988年02期
长安大学学报(建筑与环境科学版)

高层建筑结构分析的广义有限条法

1 概述 目前,比较规整的高层建筑结构的计算方法较为成熟,但各种计算方法均有其局限性.通常比较简单的方法计算精度较低,而较精确的方法二般需要用大、中型电子计算机进行计算,占用机时多,计算费用高。用有限元法¨’进行内力分析时,单元划分越密,精度越好,但所需计算机内存也越大,而有限条法对非连续体结构,则需采用等效化方法¨’(或等效连续化,或等效框架化),此法常因等效弹性常数的取值而影响分析结果a本文对薄擘简和连系梁均采用八结点等参有限元c。’,框架采用传统的杆系元。把平面结构沿竖向划分成四结线广义条元,先形成墙肢或框架层结构刚度矩阵,然后进行插值运算和矩阵变换,形成广义条元的刚惠矩阵,最后将墙肢广义条元和平面框架广义条元按结构组成情况装配,形成整体结构的总刚度矩阵及相应的广义荷载列阵,按一般的有限条法进行分析。本法保留了有限元法分析精确j有限条法分析简便省时的优点。2 基本假定及基本方程2.1基本假定 、 在保证必要精度的前提下,为...  (本文共10页) 阅读全文>>