实体壳单元：板料成形与回弹模拟的关键技术

本文档探讨了实体壳单元在板料成形及回弹模拟中的应用，发表于2012年的华中科技大学学报（自然科学版）。作者许恒建、柳玉起和章志兵针对这一领域进行了深入研究，他们开发了一种基于实体壳单元的动力显式和隐式程序，这种程序能够有效地模拟复杂的板料加工过程，如冲压、弯曲等。 实体壳单元的主要创新之处在于它考虑了板材厚度的变化，通过双面接触判断精确模拟了厚向挤压变形，避免了传统方法可能产生的误差。采用厚向多点积分技术，内力的求解更加精确，从而能够更准确地预测弯曲过程和回弹行为，这对于设计和优化成形工艺至关重要。 面内减缩积分技术的应用有助于防止剪切闭锁和体积闭锁问题，提高了模拟的精度。黏性阻尼沙漏控制算法则巧妙地解决了由于面内减缩积分可能导致的零能模式问题，进一步提升了模拟的稳定性。研究者还改进了平面应力本构模型，并结合希尔二次异性屈服准则，使得实体壳单元具有实体单元和壳单元的优点，特别适合进行非线性大变形的有限元分析。 文中通过几个算例展示了实体壳单元的有效性和程序的稳健性，这些案例不仅验证了理论模型的准确性，还与实际实验数据以及先前研究的模拟结果进行了对比，证明了新方法在实际工程中的可行性。关键词包括实体壳单元、成形、回弹、多点积分、沙漏控制和平面应力，反映出研究的焦点集中在这些关键概念和技术上。 这篇文章对于理解实体壳单元在板料成形过程中的作用，提升数值模拟的精度和效率，以及指导相关工程实践具有重要的参考价值。通过本文的研究，科研人员和工程师可以更好地理解和控制板料加工过程中的动态行为，从而优化生产流程和产品质量。