一种改进大步长静力隐式有限元接触搜寻算法

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.180371

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (7): 136-144.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.180371

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一种改进大步长静力隐式有限元接触搜寻算法

刘永财^1,2 鲍益东^1† 胡庆婉² 陈文亮¹

1．南京航空航天大学机电学院∥江苏省精密与微细制造技术重点实验室，江苏南京 210016; 2．曲靖师范学院数学与统计学院，云南曲靖 655011

收稿日期:2018-07-16 修回日期:2019-03-01 出版日期:2019-07-25 发布日期:2019-06-01
通信作者: 鲍益东(1976-)，男，副教授，主要从事板料成形与控制研究． E-mail:baoyd@nuaa.edu.cn
作者简介:刘永财(1981-)，男，博士生，主要从事板料成形与控制研究． E-mail:siawar@ nuaa． edu． cn
基金资助:
中国航空研究院航空科学基金资助项目(20161852018);江苏省精密与微细制造技术重点实验室 2018 年开放基金资助项目

Improved Contact Searching Algorithm of Large Step Implicit FEMs

LIU Yongcai^1,2 BAO Yidong¹ HU Qingwan² CHEN Wenliang¹

1． College of Mechanical and Electrical Engineering∥Jiangsu Province Key Laboratory of Precision and Micro Manufacturing Technology，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，Jiangsu，China; 2． School of Mathematics and Statistics，Qujing Normal University，Qujing 655011，Yunnan，China

Received:2018-07-16 Revised:2019-03-01 Online:2019-07-25 Published:2019-06-01
Contact: 鲍益东(1976-)，男，副教授，主要从事板料成形与控制研究． E-mail:baoyd@nuaa.edu.cn
About author:刘永财(1981-)，男，博士生，主要从事板料成形与控制研究． E-mail:siawar@ nuaa． edu． cn
Supported by:
Supported by the Aeronautical Science Foundtion of Chinese Aeronautical Establishment (20161852018) and the Open Foundtion of Key Laboratory of Precision and Micro Manufacturing Technology in Jiangsu Province

摘要/Abstract

摘要： 大步长静力隐式有限元方法具有快速的计算速度和较高的计算精度，在金属板料的成形模拟领域中得到了广泛的应用．在接触搜寻阶段，由大步长引起的大量历史接触信息改变的特点使接触搜寻问题变得更困难，因此有必要针对该问题设计一种高效稳健的搜寻算法．基于主从面法的思想，提出了一种结合位置码法和 ADT(Alternating Ditigal Tree，交替数字二叉树)法的改进接触搜寻算法，并集成到自主研发的 QuickForm 软件中; 通过数值算例对该方法的计算性能进行了测试．结果表明:改进算法具有良好的搜寻性能，平均搜寻效率提升了 20% 左右．

关键词: 大步长静力隐式有限元法, 接触搜寻, 位置码法, 交替数字二叉树法

Abstract: The large step implicit FEMs have been widely used in the field of sheet metal forming due to its fast calculation speed and highly accuracy． Many historical contact information may be changed for the current time step in implicit FEMs which makes the contact searching problem more difficult，and a robust contact searching al- gorithm is necessary． Combining location code algorithm and Alternating Ditigal Tree (ADT) structure，an algo- rithm based on master-slave method was proposed for large step implicit FEMs，and it was integrated into the QuickForm software． The experimental results show that the algorithm has good search performance． For many complex forming parts，the average search efficiency is up to about 20%．

Key words: large step implicit FEMs, contact searching, location code, alternating ditigal binary tree

中图分类号:

TG386

刘永财鲍益东胡庆婉陈文亮. 一种改进大步长静力隐式有限元接触搜寻算法[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2019, 47(7): 136-144.

LIU Yongcai BAO Yidong HU Qingwan CHEN Wenliang. Improved Contact Searching Algorithm of Large Step Implicit FEMs[J]. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2019, 47(7): 136-144.

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Improved Contact Searching Algorithm of Large Step Implicit FEMs

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