金属塑性加工的变形过程是一个非常复杂的弹塑性大变形过程。虽然工程塑性理论已形成了完整的理论体系和各式各样的解题方法,但基础理论与工程技术间仍存在巨大鸿沟。有限元法得出的全是数值解,与解析解相比,数值解缺乏明显的物理意义,难以显现研究对象内部各参数之间的对应关系及其相互影响的规律性;单独使用上限元法只能得到上限解而不能得到真实解,这使得上限元法的应用受到极大限制。模型元法是在这些理论的基础上发展起来的一种新的分析方法。 模型元法将复杂的研究对象划分为单元之后,应用相应的理论模型来描述相应的单元。模型元法划分单元的方法是首先将研究过程在其时域过程上划分为若干个特征时段,然后对每个时段在空间域上用一些特定的物理表面将研究对象划分为若干单元。对每个特征时段的模型单元逐个求解并加以综合,再将各个时段的综合解有机连接起来就构成整个问题的解。 滑移线理论具有几何的直观性,并且具有确定塑性区和刚性区的特点,所以本文在滑移线的理论基础上建立一种模锻型腔角部充满的模型单元。此模型单元是模型元单元库中的单元之一,针对体积成形的角部填充这种类似情况的解题,具有重要的理论和实践意义。 在介绍了滑移线的基本概念和主要特征后,本文结合滑移线的作图方法和型腔的边界条件作出了不同的接触摩擦条件与不同的型腔倾角情况下的滑移线场。在确定的滑移线场里,相应可确定出塑性区的几何形状、应力场的表达式以及型腔底部上变形力分布。文中利用Origin数值处理软件将模型单元定量描述出来,提出一系列具体的计算公式。最后本文利用DEFORM 3D软件模拟了一个简单角部充满过程,理论解与模拟解非常吻合。 此模型单元是模型元方法的丰富和发展,是对特征单元库的扩充,其分析的整个过程就是对滑移线理论运用的扩展。在对体积成形的角部充满做了单元化的特征分析后,其塑性区的划分规律、应力分布规律具有普遍的应用价值。