RingForm: 冷辗扩弹塑性动力显式分析的创新程序与验证

本文主要探讨了"环件冷辗扩弹塑性动力显式有限元分析"这一主题，发表于2007年的中国机械工程第18卷第20期下半月。研究者张学宾、李志刚和柳玉起在华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室开展工作，他们开发了一种名为RingForm的专用有限元分析程序，专注于冷辗扩过程中的弹塑性动力显式分析。 RingForm程序的核心是采用了中心差分方法来求解动力显式有限元方程，这种方法通过比较前一时间和当前时间步的屈服函数值，有效地判断出应变状态。为了减少由弹塑性本构关系带来的累积误差，他们引入了径向返回算法，这是一种有效的更新应力策略，确保了计算结果的精度和稳定性。 论文重点展示了矩形截面环件在冷辗扩过程中的模拟，该过程涉及到金属的变形行为，包括宽展和端面平整度等关键参数的预测。通过将RingForm程序的模拟结果与实验数据以及ABAQUS（一款广泛使用的有限元分析软件）的模拟结果进行对比，验证了RingForm程序在分析开式冷辗扩过程中的准确性和可靠性。 关键词方面，研究关注了几个核心概念：弹塑性，即材料在既有弹性又有塑性变形时的行为；动力显式，强调的是在动态条件下进行的显式求解；径向返回算法，这是优化处理弹塑性问题的重要策略；以及冷辗扩，一种工业成型工艺，对于金属件的形状控制至关重要。 这篇论文为冷辗扩过程中的弹塑性动力分析提供了一个实用且精确的工具，对于材料成形工程、模具设计以及相关工业生产具有重要的理论和实际应用价值。