基于改进物质点法的无铆连接数值模拟

来源：计算力学学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：李爽,许江平,阴炎君,董嘉龙

单位：江苏大学 机械工程学院, 镇江 212013,江苏大学 机械工程学院, 镇江 212013,江苏大学 机械工程学院, 镇江 212013,江苏大学 机械工程学院, 镇江 212013

摘要：在无铆连接的有限元数值模拟中,随着板料变形量的增加,网格畸变问题愈发严重,导致计算结果的准确性受到影响。为了解决这一问题,本文提出了一种基于点面接触的改进物质点法,用于无铆连接工艺数值模拟分析。依据现有文献中的模型和工艺参数,分别采用物质点法和有限元法进行了模拟仿真,并对接头形貌及应力云图进行了对比分析。结果显示,两种方法得到的接头形貌和应力云图具有较高的相似度,从而验证了改进物质点法在处理接触问题方面的正确性。在对凹模底部有凹槽结构的无铆连接数值模拟过程中,有限元法除网格畸变外,还存在网格部分重叠的缺陷。针对这一现象,本文分析了连接过程中的材料流动与成形机理,并采用物质点法和有限元法分别研究板料与模具在不同摩擦系数下的连接情况。随着摩擦系数减小,有限元法网格重叠缺陷得到显著改善,而物质点法始终无重叠缺陷。两种方法所得的接头互锁值与颈厚值变化趋势相同,最大相对误差为7.4%。本文提出的改进物质点法,为无铆连接以及其他金属成形工艺提供了一种新方法。

关键词：物质点法,无铆连接,数值模拟,摩擦系数,