鍛件廠變形力解析的方法有切塊法、滑移線法、上限法和彈塑性有限元法。
切塊法(主應(yīng)力法)。切塊法是一種比較簡單的分析接觸面上正應(yīng)力分布并計(jì)算平均變形抗力的計(jì)算方法。由于所推導(dǎo)的公式能表示出各因素(如摩擦、鍛件尺寸比、受力狀態(tài)等)對平均變形抗力的影響,所以至今仍是計(jì)算變形力的重要方法之一。
滑移線法。滑移線場理論主要用于求解理想剛塑性材料平面應(yīng)變問題,滑移線法與前述切塊法相比,數(shù)學(xué)上比較嚴(yán)謹(jǐn),理論上比較系統(tǒng),可用于計(jì)算變形力、變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力分布與速度分布、等靜壓跡線等。近十余年來,滑移線場理論與電子計(jì)算技術(shù)結(jié)合,取得了新進(jìn)展。其中之一就是矩陣算子法。構(gòu)成滑移線場及相應(yīng)速度場的網(wǎng)格為采計(jì)算機(jī)技術(shù)提供了自然形成的單元劃分,為這一理論作為塑性力學(xué)的一種分析方法應(yīng)用于工程實(shí)際提供了新的途徑。
上限法。鍛件廠的上限法是由虛擬速度場和虛擬速度斷面入手,求解變形功率和變形力。該虛擬速度場滿足速度邊界條件和體積不變條件,稱為動可容速度場(位移場)。上限法求得的近似功率和近似載荷均高于真實(shí)值,實(shí)質(zhì)是一種高估法。但為了不過高于真實(shí)值,可對速度場進(jìn)行優(yōu)化,求出其極小值。
彈塑性有限元法。鍛件廠的有限元法是一種將連續(xù)體離散化進(jìn)行數(shù)值求解的方法。該方法是矩陣分析與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的結(jié)果。彈塑性有限元法的計(jì)算時(shí)間較長,因?yàn)檩d荷增量不允許過大,以保證每次加載進(jìn)入屈服的單元數(shù)極少。可以計(jì)算殘余應(yīng)力與應(yīng)變是彈塑性有限元法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
塑性加工需要力學(xué)解決的問題及所用方法。以上簡述了變形力學(xué)解析的主要方法,針對不同的問題,應(yīng)選用合適的方法。
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