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随着计算机技术的发展和数值计算方法的日益完善,有限元方法在工程实际中得到了广泛的应用。但是,当工件变形到一定程度时,有限元网格将产生畸变现象。无网格方法基于离散节点的近似,避免了有限元方法对于网格的依赖,在涉及到网格畸变的大变形问题分析中具有一定的优势。非稳态大变形金属塑性成形问题,由于成形过程的复杂性,许多关键应用技术还有待于研究。尤其当金属流动比较剧烈或变形比较复杂时由于节点分布的非均匀性增强和变形域形状更加复杂,速度场的近似精度和变形域的积分精度会有所下降,进而导致数值模拟出现错误。因此,本文针对非稳态大变形成形过程,主要研究了基于刚(粘)塑性材料假设的无网格伽辽金方法、关键处理技术及其在挤压成形过程分析中的应用。基于无网格近似方案,结合伽辽金离散方法,将无网格伽辽金方法引入金属塑性成形过程分析,主要对金属塑性成形过程刚(粘)塑性无网格伽辽金方法进行了研究。将无网格伽辽金方法与刚(粘)塑性理论相结合,采用罚函数法施加体积不变条件,采用反正切摩擦模型描述工件—模具摩擦接触边界,在局部坐标系下施加摩擦边界条件,从而建立了基于刚(粘)塑性流动理论的无网格伽辽金方法,并给出了基于刚(粘)塑性流动理论的无网格伽辽金方法数值模拟的算法流程。针对非稳态金属塑性成形过程的复杂性、数学处理上的困难性和在成形过程模拟分析模型建立以及分析程序的通用化方面存在的不足,研究了刚(粘)塑性无网格伽辽金方法应用于金属塑性成形过程分析的关键处理技术。对于任意边界形状的二维金属塑性成形过程的无网格伽辽金方法分析,建立了诸如任意形状模具描述方法、迭代收敛判据、接触脱离判断等问题的处理方法,实现了非稳态任意模具形状塑性成形过程的无网格伽辽金方法分析,提高了分析程序的通用化程度。重点研究了应用无网格方法分析金属塑性成形问题时所面临的体积闭锁问题的缓解算法,采用体积应变率映射方法,对能量速率泛函中的体积应变率进行修正处理,通过将速度场计算的体积应变率映射到低维空间,降低独立约束方程数目,从而建立了体积闭锁现象的缓解算法。当金属流动比较剧烈或变形比较复杂时,近似精度和积分精度会有所下降,为了保证分析精度和提高效率需要进行一定的人为的干涉,所以自动化程度比较低。为此,本文建立了若干自适应分析处理方法,提高了分析的自动化程度。无网格伽辽金方法基于紧支试函数加权残量法,所以权函数影响域的确定会影响近似的精度,本文提出了修正的权函数影响域的确定方法以提高近似的精度。无网格伽辽金方法的分析精度依赖于变形域的积分精度。积分时,背景网格的疏密和网格内的高斯积分规则对计算精度有一定的影响,尤其在轴对称非稳态金属塑性成形过程模拟中,如果以固定的背景网格来获得高斯点时,可能会造成高斯点减少,导致精度损失。文中提出了自适应的积分背景网格的动态划分方法,通过控制高斯积分节点数目,使其保持在一定高斯积分节点数量,以保证积分的精度。在大变形的成形过程分析中,一部分摩擦接触边界上的边界节点密度会随着变形的累积而逐渐变小,从而边界条件约束能力下降,导致误差的产生,累积到一定程度会出现内部节点穿透边界的现象。因此通过动态控制边界节点分布密度来增强边界条件的约束能力,以保证分析的精度。对挤压成形过程进行了无网格伽辽金方法分析,通过与实验数据和刚(粘)塑性有限元分析软件分析结果的对照,验证了文中建立的理论与方法的正确性。