球形容器液壓脹形計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)的開發(fā)

   球形容器液壓脹形計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)的開發(fā)尚彥凌張輝2，張士宏苑世劍2，王仲仁21.中國科學(xué)院金屬研宄所，遼寧沈陽0006；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，主程序采用彈塑性非線性有限元程序，專門開發(fā)了前后處理程序。本文主要介紹了該模擬系統(tǒng)的前后處理程序設(shè)計(jì)。

　　非線性有限元法是研宄大變形金屬成開過程的先進(jìn)工具，通過這種方法，人們可以用較少力的參數(shù)分布。并可以通過現(xiàn)的先進(jìn)軟件，在計(jì)算機(jī)直觀形象地了解坯料變形體的變形過程，使人們進(jìn)行少量模擬實(shí)驗(yàn)就可以得到以往要通過大量本體實(shí)驗(yàn)才能得到的數(shù)據(jù)。人們還可以用該方法了解坯料變形體的變形趨勢和破壞位置及其方式。這樣可以在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)方面節(jié)省許多資金和勞力，預(yù)測實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)情況，指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)1有限元模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有限兒投擬般包括1步1數(shù)據(jù)準(zhǔn)各計(jì)兌和納汜處迎。本文參芍了入等程序首先開發(fā)了模擬球殼脹形的專用彈塑性有限元主程序。其次開發(fā)了配套的球殼脹形過程模擬前耵處理專叫軟件1叩，0410叫。該軟件鈕拈大模塊主程序求解器前處理模塊后處理模塊和形處理模塊。本文主要介紹前后處理軟件和形處理軟件的設(shè)計(jì)21程序前處理模塊功能進(jìn)行有限元計(jì)算，首先要將結(jié)構(gòu)模型化離散化，給出下列信息節(jié)點(diǎn)的空間位置；結(jié)構(gòu)的物質(zhì)特性材料參數(shù)及邊界條件和約束；元給定約束條件和邊界條件，直接生成分析程序所用的數(shù)據(jù)文件。在形狀態(tài)下要求用戶輸入各種數(shù)據(jù)參數(shù)的形式來次性究成訃算所要求輸人的長片胃由于離，化過程足通過人機(jī)對話形式在模型上直接進(jìn)行，所以無論結(jié)構(gòu)多復(fù)雜，離散化都次成功，使設(shè)計(jì)與分析合成為個(gè)有機(jī)整體。

　　1序前處理模塊，給用戶極大的方便和選擇權(quán)利。言先，提小1戶輸前處理。成的文件名，次要求用戶輸入加載曲線，后程序提用戶輸入球形容器的長軸短軸的長度球心角，的大小單位度厚度和瓣數(shù)等幾何參數(shù)。以及是否考慮焊縫和熱影響的影響。

　　如果考慮焊縫或同時(shí)考慮熱影響區(qū)材料性能和幾何形狀的影響，則要求用戶分別輸入母材的材料性能焊縫的性能和幾何形狀參數(shù)。至于節(jié)點(diǎn)編號(hào)坐標(biāo)約束方程以及單元編號(hào)加載方文件，加，人足的幫助說叫，所以該軟件可讀性很強(qiáng)。

　　節(jié)點(diǎn)，在屏幕右下角將顯不該節(jié)點(diǎn)的總體編號(hào)坐標(biāo)32.若鼠標(biāo)擊中某單元內(nèi)，在屏幕右凡將顯小該單元的總體編號(hào)以及該單元內(nèi)的節(jié)點(diǎn)總體編號(hào)。，程序前處理模塊生成的文件有其特有的格式，用戶如果打開，程序前處理模塊自己生成的文件，按其附加的格式，31程序后處理模塊有限元計(jì)算是種大規(guī)模的科學(xué)計(jì)算。對于輸出數(shù)據(jù)的處理，人們提出了可視化的要求，把數(shù)據(jù)進(jìn)行形處理或稱為可視化處理。使人們能直接看到場的分布象。從象上直接進(jìn)行分柝判斷來獲得有用的結(jié)論。

　　科學(xué)計(jì)算可視化可在個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)，對應(yīng)于種處理方式事后處理，05 1.幻跟蹤7屯，史加土如。本文升發(fā)的，1處理1；塊衣用1.和功能。

　　3.1程序后處理模塊的主要特點(diǎn)，程序后處理模塊中，各種被處理的物理量都是以形的形式顯出來的，結(jié)果目以控制形的顯視角，徹底地實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互功能。

　　通用性程序后處理模塊，是以處理維固體元為主，同時(shí)兼顧殼元等類型單元的后處理軟件，具有通用性。

　　程序后處理模塊還具有界面良好容錯(cuò)能力強(qiáng)以及操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。為了用戶的方便，所有選擇菜單和幫助信息都是中文形式的，并且可用鼠標(biāo)操作。

　　3.2程序后處理模塊的主要功能位移處理程序后處理模塊的位移處理功能主要包括位移分量位移總量特殊點(diǎn)曲線的總位稃和分析傾覽。

　　用戶能夠輸出個(gè)方向的位移。，程序后處理模塊可以用添色和繪制等值線的方法某方向的位移于位移總量，模塊能夠完成動(dòng)畫效果趨球效果厚度變化彈復(fù)等功能。

　　隨著載荷的不斷變化，各輸出點(diǎn)的位移在不斷變化，因此，物體的形狀在不斷變化。，程序后處理模塊可實(shí)現(xiàn)循環(huán)顯各個(gè)輸出步的物體整體形狀，用戶看到的就是隨著加載步的變化，物體形狀在不斷變化。由此，可以很方便地得到物體整體的變形過程。并且，可以用來觀察趨球間每個(gè)單元的厚度變化。利用這個(gè)功能，可以很方便地觀察到球殼壁厚減薄量的大小以及在殼體上的分布。該模塊還可以顯卸載后物體彈復(fù)的大小變化趨勢和極值的位置。

　　對于特殊點(diǎn)的位移處理，通過輸入特殊點(diǎn)的坐標(biāo)值，可以得到該節(jié)點(diǎn)的位移曲線。對于特殊線的位移處理，例如焊縫所在弧線，只要輸入該曲線的坐標(biāo)值，就可以得到對應(yīng)的位移曲線。

　　應(yīng)乃處理程序后處理模塊的應(yīng)力處理功能主要包括應(yīng)力分量等效應(yīng)力。主要處理經(jīng)向瑋向厚度方向的應(yīng)力。根據(jù)等效應(yīng)力可以處理彈塑性分區(qū)和變形難易程度。根據(jù)等效應(yīng)力是否小服應(yīng)力，用不〃的顏色4分彈忭1和塑。種不，的顏，分別代+域的等效應(yīng)力范圍。以顯小變形的難從程度。

　　應(yīng)變處理！序后處理梭塊的應(yīng)變處理功能應(yīng)力處理功能類似，1以顯，應(yīng)變分哥等效應(yīng)變的分布等。

　　4分祈預(yù)覽利用主程序的預(yù)檢功能，生成數(shù)據(jù)文件，然后再調(diào)用分析預(yù)覽功能就可以得到分析部分的維形。如果節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)或單元節(jié)點(diǎn)編號(hào)有錯(cuò)誤，則在形上很容易觀察出來。同時(shí)，任節(jié)點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)值。若鼠標(biāo)擊中某單元內(nèi)，在屏幕右下角將顯該單元的總體編號(hào)和該單元內(nèi)的節(jié)點(diǎn)總體編1.

　　4結(jié)束語該軟件經(jīng)過使用明，具有較高的自動(dòng)化程度，具有可控性通用性以及良好的人機(jī)對話界面。

　　2苑世劍，王仲仁。球罐脹形后殘余應(yīng)力的研宄1兒壓力容器，1993104145.