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第1章 汽车覆盖件冲压成形力学基础1

1.1 求和约定与δ？符号1

1.1.1 指标符号（指标记号）法1

1.1.2 求和约定1

1.1.3 δ？符号2

1.1.4 rijSjk=tik方程2

1.2 张量2

1.3.1 应力符号的规定3

1.3 应力分析3

1.3.2 点的应力状态4

1.3.3 主应力和应力张量不变量4

1.3.4 应力偏张量和应力球张量5

1.3.5 八面体应力和等效应力7

1.3.6 应力平衡微分方程8

1.4 应变分析8

1.4.1 对数应变8

1.4.2 应变状态和应变张量10

1.4.3 塑性变形时的体积不变条件11

1.4.5 应变偏张量和应变球张量12

1.4.4 八面体的剪应变12

1.4.6 等效应变13

1.4.7 应变增量和应变速率增量13

1.5 平面应力与平面应变问题15

1.5.1 平面应力问题15

1.5.2 平面应变问题16

1.5.3 汽车覆盖件冲压成形过程中的应力应变状态17

1.6 基本屈服准则18

1.6.1 米塞斯（Von.Mises）屈服准则19

1.6.2 应变硬化材料的屈服准则20

1.7.1 弹性变形时的应力应变关系23

1.7 塑性变形时的应力应变关系（本构关系）23

1.7.2 塑性变形时应力应变关系的特点24

1.7.3 增量理论24

1.7.4 全量理论26

1.7.5 应力应变顺序对应规律26

1.8 材料的真实应力——应变曲线27

1.8.1 基于传统拉伸实验方法确定材料的真实应力——应变曲线27

1.8.2 基于材料参数反求技术确定材料的真实应力——应变曲线及参数29

1.8.3 真实应力——应变曲线的简化形式及其近似数学表达式29

2.1.1 增量运动方程的表述形式与有限元离散方程30

2.1 基本原理30

第2章 显式有限元方法30

2.1.2 本构关系32

2.1.3 单元理论33

2.1.4 接触界面的处理34

2.1.5 增量运动方程求解应采用的积分格式34

2.2 中心差分法34

2.3 中心差分法的稳定性36

2.4 高斯求积法的应用38

2.5 网格密度、形状与位置41

2.6 单元尺寸控制42

2.7 单元公式的选择44

2.8 沙漏46

2.8.1 沙漏特征及控制途径46

2.8.2 前置参数法沙漏控制理论47

2.9 单元的质量矩阵49

2.10 应力更新方法50

第3章 材料模型52

3.1 汽车覆盖件常用材料52

3.1.1 高强度热轧钢板53

3.1.2 铝镇静钢板53

3.1.3 超深冲IF冷轧钢板54

3.1.4 镀锌钢板55

3.1.5 复合钢板56

3.2 材料的冲压成形性能56

3.2.1 冲压成形的分类56

3.2.2 材料的冲压成形性能概述57

3.2.3 影响材料成形性能的因素58

3.2.4 材料的成形极限图62

3.2.5 确定FLD的方法64

3.3.1 刚体材料模型69

3.3 汽车覆盖件冲压成形CAE分析常用材料模型69

3.3.2 幂指数塑性材料模型70

3.3.3 分段线性材料模型71

3.3.4 厚向异性弹塑性材料模型73

3.3.5 带FLD的厚向异性弹塑性材料模型75

3.3.6 b3参数Barlat材料模型76

3.3.7 材料模型输入参数的例子79

3.3.8 3参数Barlat材料模型输入参数的详细说明81

第4章 壳单元公式84

4.1 BELYTSCHKO-LIN-TSAY壳单元84

4.1.1 同转坐标系84

4.1.2 速度应变——位移关系85

4.1.3 合应力和节点力86

4.1.4 改进的BT单元——Belytschko-Wong-Chiang单元87

4.2 C°三角形壳单元88

4.2.1 同转坐标系88

4.2.2 速度——应变关系89

4.2.3 合应力和节点力91

4.3 HUGHES-LIU壳单元91

4.3.1 单元的几何描述92

4.3.2 位移场93

4.3.3 全阶积分的Hughes-Liu壳单元97

5.1 汽车覆盖件冲压成形接触界面处理概况99

第5章 接触处理99

5.1.1 接触的单向处理100

5.1.2 接触的双向处理102

5.1.3 接触搜寻策略102

5.1.4 定义接触界面时的注意事项104

5.1.5 接触参数的定义方法104

5.2 汽车覆盖件冲压成形分析中接触搜寻的常用方法104

5.2.1 增量搜寻方法104

5.2.2 桶式分类搜寻法107

5.3.1 接触刚度计算111

5.3 汽车覆盖件冲压成形分析中接触力的常用计算方法111

5.3.2 基于罚参数法接触刚度的接触力的计算113

5.3.3 接触参数计算结果的输出114

第6章 摩擦特性116

6.1 摩擦的分类116

6.1.1 干摩擦116

6.1.2 边界摩擦116

6.1.3 流体摩擦117

6.2 摩擦机理学说117

6.2.3 粘着理论118

6.2.2 分子吸附学说118

6.2.1 表面凹凸学说118

6.3 汽车覆盖件冲压成形中的摩擦特性119

6.4 摩擦力的数值计算方法119

第7章 冲压过程分析121

7.1 汽车覆盖件冲压成形冲压方式及常用术语121

7.1.1 汽车覆盖件冲压成形的冲压方式121

7.1.2 汽车覆盖件冲压成形中的常用术语123

7.2 汽车覆盖件冲压成形中存在的主要问题及对策124

7.2.1 拉裂124

7.2.2 变薄125

7.2.3 滑移线126

7.2.4 起皱126

7.2.5 回弹128

7.3 汽车覆盖件冲压成形常用CAE分析软件129

7.4 LS-DYNA用于汽车覆盖件冲压成形CAE分析的方法132

7.4.1 汽车覆盖件冲压成形CAE分析的单位制132

7.4.2 LS-DYNA的关键词输入文件132

7.5 冲压成形CAE分析实例166

8.1.1 模具间隙不宜过大184

8.1 模具间隙的影响184

第8章 关键因素对冲压成形结果的影响184

8.1.2 模具间隙也不宜过小187

8.2 坯料初始形状的影响194

8.3 摩擦特性的影响196

8.3.1 坯料与凸模及压边圈之间的摩擦状态变化情况196

8.3.2 坯料与凹模之间的摩擦状态变化情况199

8.3.3 各接触界面之间的摩擦状态同步变化情况203

8.4 壳单元公式的影响205

8.4.1 第16号壳单元公式适合有回弹量计算的分析205

8.4.2 法向方向3点积分第2号壳单元公式适合单纯的冲压过程分析208

8.5 材料模型的影响211

8.6 力函数模拟拉延筋作用的影响216

8.7 模具网格密度的影响218

8.8 压边力的影响222

8.9 坯料是否采用网格自适应技术的影响228

8.10 采用自适应技术时网格初始形状的影响229

第9章 回弹分析233

9.1 回弹分析中的平衡迭代方法233

9.1.1 迭代方法概述233

9.1.2 修正的牛顿法234

9.1.3 拟牛顿方法237

9.1.4 迭代方法中的线性搜索239

9.2 “SEAMLESS”回弹分析方法239

9.3 “DYNAIN”回弹分析方法240

9.3.1 获取DYNAIN文件241

9.3.2 冲压件的裁剪241

9.3.3 网格粗化242

9.3.4 形成回弹分析的LS-DYNA关键词输入文件243

9.3.5 执行回弹分析与回弹结果后处理251

9.4 “DYNAIN”回弹分析方法应用实例252

参考文献274