[發明專利]應用ANSYS軟件進行變截面鋁合金擠壓工藝分析的方法

在審

• 申請號: 201710171945.3
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107220397A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 劉正;張峰;毛萍莉;王峰;王志
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙)21115
• 代理人: 周智博,宋鐵軍

技術領域：本發明涉及一種變截面鋁合金擠壓工藝的分析方法，尤其涉及一種應用帶隱藏APDL語言的自制程序的ANSYS軟件進行變截面鋁合金擠壓工藝分析的方法。

背景技術：

鋁合金是工業應用中最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造以及船舶等行業中已經大量被應用。隨著近年來科學技術以及工業經濟的飛速發展，對鋁合金擠壓型材的需求也日益增多。

隨著計算機科學的迅速發展，有限元數值模擬逐漸走進人們的視野。利用數值模擬軟件進行生產工藝設計與優化，具有研發周期短，研發成本低的顯著特點。

ANSYS軟件是一款結構、流體、電場、磁場、聲場等一系列分析于一體的大型通用有限元分析軟件，能與多數CAD軟件接口，實現數據的共享和交換。但是ANSYS軟件的針對性較差且界面操作較為復雜，這為從事鋁合金擠壓工藝設計的技術人員造成了很大的障礙。

APDL作為ANSYS的一種參數化設計語言能夠完全的指導ANSYS進行的相應的操作。但是APDL語言的學習需要一定的時間和計算機邏輯語言功底，這又使得方便快捷的APDL成為了從事鋁合金擠壓工藝設計技術人員的又一大障礙。

發明內容：

發明目的：本發明提供一種應用ANSYS軟件進行變截面鋁合金擠壓工藝分析的方法，其目的是解決以往所存在的問題。

技術方案：本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種應用ANSYS軟件進行變截面鋁合金擠壓工藝分析的方法，其特征在于：所述方法通過隱藏自制程序實現對變截面鋁合金擠壓過程中數值模擬預處理，具體分析方法包括以下步驟：

步驟1)變截面鋁合金擠壓模具以及坯料的幾何模型建立：采用VS2010編制自制程序完成對鋁合金擠壓模具以及坯料的幾何模型建立、變截面鋁合金擠壓模具以及坯料的材料屬性設置、網格劃分以及邊界條件的設置，最后生成ANSYS可執行的命令流程序；

步驟2)啟動ANSYS軟件：自制程序向ANSYS軟件發送指令啟動ANSYS軟件，輸入生成命令流文件，利用ANSYS進行求解計算；

步驟3)數據后處理：自制程序根據ANSYS軟件的數據結果，提取變截面鋁合金擠壓過程中關鍵節點的應力時程響應數據，并將數據輸出到指定位置；

步驟4)圖像后處理：自制程序根據ANSYS軟件的等效應力云圖結果以及塑性應變結果，提取指定時間點的等效應力云圖以及塑性應變云圖，并將圖像保存到指定位置。

所述步驟1)變截面鋁合金擠壓模具以及坯料的幾何模型建立、網格劃分、材料屬性設定以及邊界條件的施加，具體包括以下步驟：

步驟1.1)自制程序根據特定軸對稱三道次變截面模具以及圓柱狀坯料進行幾何模型的建立，在自制程序中，用戶在對應的幾何模型參數對話框中輸入設計的尺寸；

步驟1.2)自制程序將提供模具的彈性本構模型，即彈性模量和泊松比，坯料的彈塑性本構模型中考慮屈服強度和剪切模量，在自制程序中，用戶在對應的材料參數對話框中輸入實驗獲得的材料屬性；

步驟1.3)自制程序將提供模型網格劃分的全局尺寸定義，用戶在對應的網 格尺寸對話框中輸入對應的全局網格尺寸；

步驟1.4)自制程序將提供變截面鋁合金擠壓過程的邊界條件設置，對稱邊界條件以及模具固定邊界條件在程序內部進行設定，在自制程序中，用戶在對應的擠壓速度或者擠壓位移對話框中輸入對應的實驗條件；

步驟1.5)自制程序提供生成ANSYS APDL語言文件的按鍵，進行ANSYSAPDL語言文件的生成。

所述步驟3)自制程序對ANSYS軟件求解結果中的特定節點應力時程曲線輸出，其具體方式為根據節點空間坐標對節點進行定位，獲取節點編號，利用ANSYS的post26處理器，提取該節點的應力時程曲線結果，并且將應力時程曲線圖保存在指定位置。

所述步驟4)自制程序對ANSYS軟件求解結果圖像的后處理，具體操作方法為利用ANSYS的post1處理器通過APDL語言進行控制，輸出固定時刻的鋁棒材的等效應力云圖，并且將等效應力云圖保存在指定位置。