Advanced numerical methods for material forming and cutting

Abstract

The nite element method is the reference technique in the simulation of metal forming and provides excellent results with both Eulerian and Lagrangian implementations. The latter approach is more natural and direct but the large deformations involved in such processes require remeshing-rezoning algorithms that increase the computational times and a ect the quality of the results. For this reasons alternative techniques based on modi ed FEM formulations or meshless approximants are worth to be investigated. In particular, in this project, the nite element method with nodal integration and the maximum entropy meshfree approximants are studied and applied to the simulation of selected problems in metal forming and orthogonal cutting. Il metodo degli elementi niti e attualmente la tecnica di riferimento nella simulazione di processi di formatura e fornisce ottimi risultati sia con formulazioni Euleriane che Lagranzgiane. Quest'ultimo approccio e pi u naturale e diretto ma le grosse deformazioni che entrano in gioco in questi processi richiedono l'applicazione di algoritmi di remeshing-rezoning che aumentano i tempi computazionali e peggiorano la qualit a dei risultati. Per questi motivi assume particolare interesse lo sviluppo di tecniche alternative, basate su formulazioni FEM modi cate o su approssimazioni senza maglia (meshless). In particolare, in questo lavoro, sono studiati il metodo degli elementi niti con integrazione nodale e le tecniche meshless di tipo maximum entropy e, inoltre, sono applicati alla simulazione di processi di formatura e taglio