冲压成形有限元模拟自适应三角形网格剖分方法的研究与实现

论文摘要

汽车车身覆盖件冲压成形是汽车制造中的一个重要组成部分,覆盖件的冲压成形有限元分析也是目前由设计到制造之间的不可或缺的重要环节,网格剖分是冲压成形有限元分析的关键技术之一。由于冲压成形包含着非常复杂的物理现象,涉及力学中的材料、几何、接触三大非线性问题,为了在保证计算精度的情况下减少计算量,必须采用自适应网格技术,所以该项技术也是当前有限元技术研究的热点内容之一。本文针对国家自然科学基金项目“金属成形中的损伤破裂准则与内变量优化的研究”课题的需求,对冲压成形中的有限元网格生成技术作了较深入系统的研究,提出了一种符合冲压成形有限元分析的自适应三角形网格生成算法,并编制了网格生成程序。本文结合栅格法和阵面推进法,对非规则几何图形的二维模型提出了一套新的全三角形自适应剖分算法。它的基本原理是在几何内部使用栅格法,边界部位使用阵面推进法,该方法不但充分利用了栅格法速度快、内部网格质量好和阵面推进法的边界贴体性好等优点,同时又能避免各自的缺点。本文的主要研究内容包括:

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 有限元网格剖分技术概述
• 1.2.1 有限元网格剖分技术的发展概况
• 1.2.2 有限元网格剖分的基本原则和要求
• 1.2.3 有限元网格剖分的前沿研究与发展趋势
• 1.3 本文的研究意义
• 1.4 本文的研究内容
• 第2章 网格剖分的基本原理
• 2.1 引言
• 2.2 通用的有限元网格剖分方法
• 2.2.1 映射法（Mapping）
• 2.2.2 扫描法（Scanning）
• 2.2.3 铺路法（Paving）
• 2.2.4 堆砌法（Heaping）
• 2.2.5 Delaunay 三角剖分方法
• 2.2.6 阵面推进法方法
• 2.2.7 基于栅格法
• 2.3 空间曲面有限元网格
• 2.3.1 映射法
• 2.3.2 直接法
• 2.4 自适应有限元网格
• 2.4.1 有限元误差准则
• 2.4.2 p 方法
• 2.4.3 r 方法
• 2.4.4 h 方法
• 2.5 三种全自动网格剖分方法比较
• 第3章 改进的栅格阵面推进法
• 3.1 引言
• 3.2 计算域包络矩形的生成
• 3.3 包络矩形的三角形剖分
• 3.4 外点和近边界点的判断和删除
• 3.5 阵面推进边的离散
• 3.6 阵面推进
• 3.7 网格优化
• 3.7.1 网格质量描述
• 3.7.2 网格Laplacian 光滑
• 3.8 网格质量比较
• 3.9 网格的动态自适应剖分
• 3.9.1 网格细分
• 3.9.2 网格聚合
• 3.9.3 网格重剖分
• 3.9.4 细分和聚合应用实例
• 3.10 曲面离散
• 第4章 程序实现的若干问题
• 4.1 IGES 文件输入
• 4.1.1 IGES 产生背景及展望
• 4.1.2 IGES 文件结构
• 4.1.3 IGES 文件中裁剪曲面的表示规则
• 4.2 点线和线线关系
• 4.2.1 环方向的判断
• 4.2.2 点在多边形内的判断方法
• 4.2.3 线段相交的判断
• 4.3 OPENGL
• 4.3.1 OpenGL 简介
• 4.3.2 OpenGL 的基本功能
• 4.3.3 VC 环境下基于MFC 的OpenGL 编程
• 第5章 程序说明
• 5.1 程序功能和界面
• 5.2 运行实例
• 第6章 结论与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文