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上海交通大学塑性成形技术与装备研究院博士课程内容介绍《材料加工过程的仿真理论及应用》

上海交通大学 免费考研网/2012-12-28


《材料加工过程的仿真理论及应用》

课程代码C291706学分/学时3.0/54开课时间
课程名称材料加工过程的仿真理论及应用
开课学院材料科学与工程学院塑性成形技术与装备研究院
任课教师陈军
面向专业
预修课程金属塑性成形原理、有限元法基础
课程讨论时数0 (小时)课程实验数0 (小时)
课程内容简介

本课程针对材料加工工程专业的博士研究生。通过学习,使学生掌握材料塑性成形过程仿真的基本理论--弹塑性有限元理论(基于大变形和小变形几何方程)和刚/粘塑性有限元理论,矩阵方程以及求解计算步骤,了解塑性有限元数值模拟系统建立时的关键处理技术,并了解数值仿真系统在模具设计中的应用和目前一些商业化的软件。对学生能力的培养要求1.掌握弹塑性有限元法和刚塑性有限元法的基本理论2.了解塑性有限元数值模拟系统建立的关键技术3.了解不同的应用和软件的使用方法

课程内容简介(英文)

The course targets to the Ph.D. candidates in the field of Material Processing. From the lecture, the students should grasp the fundamental theories of material plastic deformation, i.e. the elastio-plastic FEM theory(basing large deformation theory and small defoemation geometric equation) and rigid (visco) plastic FEM theory, and the corresponding matrix formulations, as well as the procedure of the calculation. Meanwhile, the students should also learn and know the specific techniques and algorithms to handle the detailed problems during the simulation system implementation. The current state of art about the specific applications of numercial simulation and the related commercial software tools should also be introduced to the students.Education requirements to the students' capabilities[1] Grasp the fundamental theories of material plastic deformation, i.e. the elastio-plastic FEM theory(basing large deformation theory and small defoemation geometric equation) and rigid (visco) plastic FEM theory;[2] Know the specific techniques and algorithms to handle the detailed problems during the simulation system implementation;[3] Familar with different application and know how to use the related software.

教学大纲

1.绪论(1学时)(1)金属塑性成形理论分析方法概述(2)金属成形过程的有限元仿真技术概述2.塑性加工力学基础(3学时)(1)应力、应力不变量、应变、应变能、和应变速率(2)屈服准则(3)边界条件(4)平衡方程与虚功率原理(5)塑性势、流动法则和最大塑性功原理(6)应变硬化、等效应力和等效应变(7)极值原理(8)粘塑性3.塑性理论变分原理(3学时)(1)泛函和变分的基本概念(2)塑性形变理论变分原理(3)塑性流动理论变分原理4.弹塑性有限元法的理论基础(8学时)(1)基于小变形理论的弹塑性有限元法(2)基于大变形理论的弹塑性有限元法5.刚塑性有限元法的理论基础(4学时)(1)刚塑性有限元法的基本方程(2)刚塑性材料的变分原理(3)应力计算问题(4)刚塑性有限元列式及求解6.刚塑性有限元数值仿真系统构造方法及其关键技术(6学时)(1)仿真系统的组织结构及系统框架设计(2)力学模型的建立与离散化(3)动态边界的自动跟踪技术(4)初边值条件的提法(5)速度场的收敛性及控制技术(6)刚性区和塑性区的处理(7)有限元网格再划分技术(8)热力耦合计算方法7.数值仿真结果的可视化技术(1学时)(1)概述(2)科学计算可视化过程(3)数值仿真结果可视化技术实现(4)可视化系统平台和工具8.体积成形过程仿真技术的具体研究和应用(2学时)(1)体积成形问题概述(2)锻造过程仿真(3)挤压成形过程仿真(4)特殊成形过程仿真9.板料成形大变形非线性有限元分析系统建立及其应用中的关键技术(6学时)(1)力学模型建立中的关键技术(2)不同计算方法比较(3)应用中的关键技术10.板料成形过程仿真(2学时)(1)简单和复杂板料成形过程仿真(2)压边力优化(3)回弹的预测

课程进度计划

(无)

课程考核要求

考核方式:课程结束后完成任课老师指定题目的综述性论文,成绩将结合上课的出勤情况。

参 考 文 献
  • 1. 乔端,钱仁根,非线性有限元法及其在塑性加工中的应用,1990,冶金工业出版社2. 吕丽萍,有限元法及其在锻压工程中的应用,1989,西北工业大学出版社3. 钟志华,李光耀,薄板冲压成形过程的计算机仿真与应用,1998,北京理工大学出版社4. 蒋友谅,非线性有限元法,北京工业学院出版社5. 林忠钦,汽车覆盖件冲压成形仿真技术,2003,机械工业出版社
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