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简答题有限元处理过程的几个问题?
  • ⑴、初始速度场的生成
    用迭代方法求解非线性方程组时，需要设定一个初始的速度场作为迭代的起始点，并利用该起始点进行反复迭代直至收敛于真实解。初始速度场的选择不可能、也没有必要十分精确，但必须满足边界条件，并大体上反应出材料变形过程中的流动规律。初始速度场选择的好与坏，直接影响到收敛速度的快与慢，当初始速度场与实际速度场相差较大时，就难以收敛，甚至还会发散，最常用的初始速度场的产生方法有工程近似法、网格细分法和近似泛函法。
    ⑵、收敛判据
    在刚（黏）塑性有限元求解过程中，必须给出一个收敛标注，作为非线性方程组迭代收敛的判据。常用的收敛判据有速度收敛判据、平衡收敛判据和能量收敛判据。
    ⑶、摩擦边界条件
    的选择摩擦现象是金属成形过程中普遍存在且十分复杂的问题，如何正确地处理摩擦边界条件、选择合理的摩擦模型将直接影响到有限元计算结果的准确性。常用的摩擦边界条件有剪切摩擦模型、库伦摩擦模型、线性黏摩擦模型、能量摩擦模型和反正切摩擦模型。
    ⑷、刚性区的简化
    刚（黏）性塑性有限元建立于刚（黏）塑性变分原理之上，而刚（黏）塑性变分原理只适用于塑性变形区。因为在刚性区内应变速度率接近或者等于零，在计算过程中会引起泛函数变分的奇异，造成计算结果的益处，因此有必要区分塑性区和刚性区。但在计算开始时，很难准确地确定塑性变形区与刚性区的交界面，为了解决该问题，常采用简化的处理办法。
    ⑸、边界条件的处理
    材料变形过程中，会出现边界条件的动态变化。对于金属塑性加工，其边界条件可分为两大类：自由表面和接触表面。自由表面是变形体可以自由变形的那部分表面，它是一种给定载荷为零的特殊力面；而接触表面是变形体与模具相接触的那部分表面，它是一种给定了外力或位移（速度）的混合面。动态边界条件的处理，主要是指对接触问题的处理，包括：对接触问题的几何机制（触模与脱模）和物理机制（摩擦模型）等的处理。
    ⑹、时间步长的确定用
    迭代方法求解非线性方程组时，还需要确定一个时间步长来控制求解过程，并在迭代收敛后利用该时间步长更新有关场量。体积成形有限元时间步长的确定要考虑以下几方面的约束：触模和脱模条件、体积不变条件和迭代收敛性条件。
    ⑺、网格的重新划分
    用刚（黏）塑性有限元法计算材料成形过程时，随着变形程度的增加和动态边界条件的变化，初始划分好的规划有限元网格，会发生部分畸变现象，网格出现不同程度的扭曲，从而影响有限元的计算精度，严重时会使迭代过程不收敛。

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