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图1.1 光弹仪
1.4 有限元模拟技术在圆柱体坯料压缩变形中的应用
圆柱体坯料压缩变形是一个非常复杂的弹塑性大变形过程，其变形机理非常复杂，难以用准确的数学关系式来描述。随着它的的日益发展，人们对其在成型过程中的变形规律、变形力学的分析越来越重视。
近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器，国防军工，船舶，铁道，石化，能源，科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃[7]。
国际上早在60年代初就开始投入大量的人力和物力开发有限元分析程序，但真正的CAE软件是诞生于70年代初期，而近15年，CAE开发商为满足市场需求和适应计算机硬、软件技术的迅速发展，对软件的功能 性能，用户界面和前、后处理能力，都进行了大幅度的改进与扩充[8]。这就使得目前市场上知名的CAE软件，在功能、性能、易用性、可靠性以及对运行环境的适应性方面，基本上满足了用户的当前需求，从而帮助用户解决了成千上万的工程实际问题，同时也为科学技术的发展和工程应用做出了不可磨灭的贡献。
1.5 选题的目的和意义
有机玻璃(PMMA)是一种高分子聚合物,具有密度小、透光率高及热塑性好等特点,该材料已被广泛应用于航空及汽车工业领域[9]。近年来,随着有机玻璃应用范围的不断扩大,对不同加载条件下有机玻璃的力学响应及其本构关系的研究已受到普遍重视。
应变场是指应变状态的空间函数，也即应变状态随空间点的变化。物体受外力或其他因素影响时，它内部的应变呈现某种分布状况[10]。为了表明物体的这种情况，将物体连同它内部的应变分布状况称为应变场。通常用主应变轨迹线来表示。研究应变分布可以更好的帮助了解圆柱体各部位的应力——应变，可以相对直观地看出圆柱体的变形，在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。物体受力产生变形时，体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变[11]。
用网格法只为了通过用实验的方式的得到数据，从而得到应变场分布，这种方法可靠，可信度更高。
光塑性法作为一种新型快捷的实验方法，具有全场性及干涉条纹图案直观、逼真、数据测量方便等优点，通过光塑性法研究金属的变形过程是金属塑性加工的研究方式一，特别是在处理有关3文应力应变场的问题中，光塑性法具有明显优势。
从简化条件下的应变场的deform入手，将其模拟的结果与实际实验采集到的数据进行比较分析，从而印证deform对于在压缩变形过程中研究应变场的实际应用性，目前对镦粗试件内部应力应变的物理模拟总体来说相对较少，而是更多地采用数值模拟，以提高其效率。可见数值模拟的方便，实用。
1.6 本课题的研究内容
对有机玻璃圆柱体坯料压缩变形过程进行模拟研究，分析工艺条件对坯料内部应变场分布的影响，给出应变场分布的规律，并对数值模拟结果进行实验验证，最后分别用Gaussian函数、柯西-洛伦兹函数以及Vogit函数对对称轴处压应变分布规律进行拟合，具体研究内容如下：
1．根据课题内容和要求进行大量文献资料查阅，完成开题报告以及英文文献的译文工作
2. 对各种工艺条件下有机玻璃圆柱体坯料的压缩变形过程进行数值模拟，得到应变场分布的规律，由此分析不同工艺条件对应变场分布的影响