硕士论文：板料成形有限元模拟系统开发研究.doc

PAGE  PAGE V 摘 要 板料成形是利用模具使板料发生塑性变形成壳体零件的技术。板料成形有限元模拟为板料成形工艺设计和模具设计提供了科学的评价手段，通过对模拟结果的分析，提出合理的成形工艺方案，从而达到降低生产成本,提高生产效率的目的。 本文针对板料成形有限元模拟系统的开发需要，运用系统分析方法建立了模拟系统的框架。板料成形有限元模拟系统分为四个子系统：图形平台、前置处理、模拟计算和后置处理。采用面向对象的分析和设计方法，本文对图形平台和后置处理子系统进行了详细分析和设计，建立了它们的面向对象的系统框架。由于采用面向对象技术，设计出的系统具有很好的可维护性和可扩展性。 本文对板料成形有限元模拟后置处理中的一些关键技术进行了研究，提出了一些新算法。其中，在等值线生成算法的研究中，提出了一种新的基于线???插值的等值线生成算法。该算法实现简单、计算效率高、生成等值线质量高，具有很好的工程应用价值。在该算法的基础之上，建立了基于区域填充的浓淡图生成算法，并成功应用于后置处理系统VFORM_POST的开发中。目前，常见的有限元模拟系统都没有提供对成形工艺进行分析评价的功能，但是该功能又是很重要的。本文对这一新功能进行了探索性的研究，建立了成形工艺分析的流程，对其中的关键性技术做了一定的探讨，得出一些初步的结论。 作者开发出一套板料成形有限元模拟后置处理系统VFORM_POST，通过一些实例的考核说明该系统是稳定的，基本满足工程应用的需要。 关键词：板料成形 有限元模拟 后置处理系统 面向对象 等值线 成形工艺分析 Abstract Sheet metal forming is an important process which utilizes plastic properties of metals to transform a sheet metal blank into a part with shell configuration by dies. The finite element simulation of sheet forming can provide scientific evaluation of the process design and die design in sheet forming. By analyzing the result of simulation, a better blue print of forming process is designed in order to reduce the cost and improve production efficiency. Toward the need of developing a system of finite element simulation of sheet forming, this paper establishes the framework of the system by using the systems engineering method. The system of finite element simulation of sheet metal forming includes four subsystems: graphics platform, pre-processor, simulation solver and post-processor. According the object-oriented analysis and design method, the object-oriented frameworks of graphics platform and post-processer are established. As a result, the designed system is more maintainable and extensible. The key technologies in the post-processing subsystem of finite element simulation of sheet forming are studied and some new algorithms are proposed. During the research of the contour creating arithmetic, a new contour creating arithmetic based on linearity interpolation is propo