矫直过程的弹塑性B样条有限条分析
[Abstract]:Medium and thick steel plate is one of the most important steel products. It is widely used in high pressure vessels, large ships, large diameter oil and gas pipelines, bridge bridges, high-rise buildings and other important places that require high steel performance. They are national defense, transportation and transportation. Construction facilities and other national security, national economic construction in the indispensable important basic materials. With the development of modern production, manufacture and wide use of controlled rolling and cooling control technology, the requirements of better flatness and minimal internal stress are becoming higher and higher while the variety specifications tend to be diversified. Therefore, in order to reduce the internal stress, improve the distribution of internal stress and ensure that the plate products meet the high precision requirements of flatness standard, straightening is an essential and important process in the production process of medium and thick plate. Aiming at the parallel roller straightening process of plate, this paper aims to provide a numerical calculation method with both the analytical calculation speed of straightening theory and the completeness of finite element numerical calculation. According to the geometric characteristics of sheet metal and its elastoplastic deformation in the straightening process, a numerical calculation system of plate parallel roller based on finite strip method is established. Based on the theory of large deflection buckling of thin plates and the principle of minimum potential energy, the inverse solution calculation model based on warpage geometric parameters is established. The method of calculating residual strain distribution by a few macroscopic geometric dimensions of warpage degree is studied. The residual strain (stress) of typical warping defects, such as edge warping and middle warpage, is solved by the measured geometric parameters and the preset deflection function, and the results are compared with the measured values. The B-spline displacement function satisfying the boundary conditions of simple support and free end of strip element is established. Based on the displacement function, the stress-strain matrix, stiffness matrix and equivalent load matrix are established. The influence of the number of knots and the number of bar cells on the calculation scale and accuracy is analyzed. The calculation characteristics of B spline finite strip element stiffness matrix and total stiffness matrix are analyzed. The effects of the number of nodes and the number of bar elements on the sparse degree of the total stiffness matrix are analyzed. The elastic-plastic stress-strain relation matrix of plane stress problem of Ziegler follow-up strengthening is derived emphatically. Based on the characteristic of B-spline function, the relation matrix between real displacement and generalized displacement is derived, and the calculation method of the displacement boundary condition is given. According to the elastoplastic constitutive relation, an implicit algorithm of stress-strain updating based on Zeigler's following strengthening criterion is derived, and the formulas of stress increment and strain increment are given. An elastic-plastic B-spline finite strip model for continuous straightening process is established on the basis of the calculation system of B-spline finite strip method and the related numerical method. The calculation results are analyzed and the industrial data are verified.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG306
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,本文编号:2230131
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