四川大学：材料成型及控制工程系课程教学资源《材料成型过程数值仿真模拟》教学大纲 Digital Simulation of Material Forming process

7.1 概述 7.2 固相扩散连接 7.3 超塑性成型扩散连接 7.4 瞬间液相扩散连接 7.5 扩散连接过程的数值模拟

板料成形数值模拟概述 板料成形数值模拟概述 板料成形数值模拟概念 板料成形数值模拟的发展方向 板料成形概念 模拟分析流程 DYNAFORM软件介绍 分析参数设置 1.5 模拟分析流程 2.1 网格划分 2.2 毛坯尺寸的反向2.4 材料模型的定义计算 2.5 模具运动定义 等效拉延筋的设置 成形分析和回弹分析的方法 成形缺陷预测 板料成形数值模拟的应用 实例 影响成形质量的主要因素 接触碰撞现象 弹塑性变形现象 方形盒制件拉深成形的数值模拟

一、学科平台课程 1《工程制图 B1》 2《工程制图 B2》 3《电工与电子技术》 4《电工与电子技术实验》 5《理论力学 B》 6《材料力学 B》 7《机械设计基础》 8《互换性与测量技术基础》 9《机械制造技术基础 B》 二、专业课程 1《Visual Basic 语言程序设计》 2《材料物理化学》 3《材料科学基础》 4《材料力学性能》 5《固体物理导论》 6《热加工传输原理》 7《材料成型原理》 8《金属材料及热处理》 9《材料成型控制工程基础》 10《数值模拟原理及应用》 11《材料基础实验》 12《材料测试分析技术和方法》 三、个性化发展课程 1《金属连接成形工艺》 2《金属液态成型工艺》 3《金属塑性成形工艺及模具设计》 4《塑料成型工艺及模具设计》 5《固态相变原理》 6《材料成形工艺》 7《金属复合材料》 8《材料特种成型技术》 9《功能材料制备及成形》 10《铸造合金及熔炼》 11《模具技术概论》 12《模具制造技术》 13《表面工程学》 14《计算机辅助三维设计》 15《纳米材料制备及成形》 16《流体力学》 17《专业外语》 18《无损检测技术》 19《创造性思维与创新方法》 20《材料成型竞赛》 21《 材料成型前沿及发展动态》 22《 国际工程学概论》 四、实践环节 1《工程训练 A》 2《工程制图综合实践》 3《工程力学实践》 4《机械设计基础课程设计》 5《认识实习》 6《热处理实践》 7《材料成型工艺课程设计》 8《专业方向综合实践》 9《生产实习》 10《毕业设计（论文）》

（一）理论课程 1《材料科学基础》 2《电工学》 3《机械设计基础》 4《机械制造基础》 5《材料成形原理》 6《工程材料及热处理》 7《物理化学》 8《互换性与技术测量》 9《冶金传输原理》 10《理论力学》 11《材料力学 A》 12《工程制图（1）》 13《工程制图（2）》 14《材料分析测试技术基础》 15《材料成形设备》 16《焊接技术基础》 17《铸造工艺学》 18《锻造工艺与模具设计》 19《粉末冶金原理与工艺》 20《流体传动与控制》 21《模具制造工艺》 22《材料制备新技术》 23《功能材料》 24《塑料成型工艺与模具设计》 25《成形过程数值模拟》 （二）实践课程 26《毕业设计》 27《工程制图综合实训》 28《机械设计基础综合实训》 29《材料成型工艺综合实训》 30《专业方向课程设计》 31《先进制造技术综合实训》 32《生产实习》 33《专业综合实习》

针对传统熔融沉积成型面临的成型精度低和打印材料受限, 基于电流体动力熔融沉积在成形高度、材料种类、基板导电性和平整性、3D成形能力等方面的不足和局限性, 本研究提出一种电场驱动熔融喷射沉积3D打印新工艺, 其采用双加热集成式喷头并施加单极脉冲高电压(单电势), 利用电场驱动微量热熔融材料喷射并精准沉积来形成高分辨率结构.引入两种新的打印模式: 脉冲锥射流模式和连续锥射流模式, 拓展了可供打印材料的种类和范围.通过理论分析、数值模拟和实验研究, 揭示了所提出工艺的成形机理、作用机制以及成形规律.利用提出的电场驱动熔融喷射沉积3D打印方法, 结合优化工艺参数, 完成了三个典型工程案例, 即大尺寸微尺度模具、大高宽比微结构、宏微跨尺度组织支架和网格三维结构.其中采用内径250 μm喷头, 打印出最小线宽4 μm线栅结构, 高宽比达到25:1薄壁圆环微结构.结果表明, 电场驱动熔融喷射沉积高分辨率3D打印具有打印分辨率高、材料普适性广、宏/微跨尺度的突出优势, 为实现低成本、高分辨率熔融沉积3D打印提供了一种全新的解决方案

一、基本概念与基本原理 二、湍流燃烧数值模拟研究状况 三、湍流燃烧模拟的主要模型 四、非预混湍流火焰的数值模拟 五、其他湍流火焰数值模拟的实例 六、湍流燃烧数值模拟的进展

为了验证综采工作面采空区封闭与惰化过程中相关技术参数的合理性，了解注惰过程中各组分气体体积分数分布及扩散规律，掌握其随时间变化特点，依据气流渗透及扩散理论，运用Fluent软件对采空区封闭后惰化过程进行数值模拟，并采用现场取样化验分析的方法对采空区封闭后注惰过程中气体体积分数进行监测.通过对比发现，模拟结果与监测数据基本吻合，验证了模拟结果的准确性.由模拟结果可知：双\U\型通风系统的存在使得采空区内部空间具有较为均匀的风流流场分布；在正常通风情况下，O2、CO2及N2体积分数随距工作面距离的增加而逐步降低，CH4体积分数以下隅角为中心径向逐步增大；随着注惰进程的推移，O2和N2体积分数随着注惰时间的累积逐步升高，CH4和CO2体积分数则反之

为了解决分段多点成形过程中的技术难题,利用数值模拟软件对其成形过程进行数值模拟.以显式算法模拟加载成形过程,隐式算法模拟卸载回弹过程,从而实现分段多点成形的数值模拟.采用非均匀有理B(NURBS)样条曲线设计过渡区形状,探讨了过渡区大小对成形品质的影响.结果表明,在合理设计过渡区的情况下,分段成形品质好于一次成形

焊接过程的数值模拟作为一种有效的计算手段,在焊接温度场及残余应力分布的评价中获得了广泛应用,而焊接热源模型的选择及模型参数的确定直接影响到计算和评价结果的准确性.本文通过对近年来常用的电弧焊接热源模型进行梳理,介绍了其研究进展,分析了不同热源模型的特点及适用性.高斯面热源模型和双椭球体热源模型作为基础热源模型,广泛应用于较小尺寸工件和规则轨迹的焊接过程数值模拟,且具有较高的计算精度;简化热源模型和温度替代型热源模型多用于大厚工件的多层多道焊接及复杂轨迹焊接过程的数值模拟,能够实现效率和精度的统一;多丝电弧焊接热源较为复杂,采用修正后的双椭球体叠加热源模型,计算结果能保证一定的精度;结合型热源模型对熔池形状的描述更灵活,在深熔电弧焊的数值模拟中具有优势.本文可为电弧焊接过程数值模拟的热源模型选择和模型参数确定提供有益参考