球形容器液压胀形计算机模拟系统的开发

   球形容器液压胀形计算机模拟系统的开发尚彦凌张辉2，张士宏苑世剑2，王仲仁21.中国科学院金属研宄所，辽宁沈阳0006；2.哈尔滨工业大学材料学院计算机模拟系统，主程序采用弹塑性非线性有限元程序，专门开发了前后处理程序。本文主要介绍了该模拟系统的前后处理程序设计。

　　非线性有限元法是研宄大变形金属成开过程的先进工具，通过这种方法，人们可以用较少力的参数分布。并可以通过现的先进软件，在计算机直观形象地了解坯料变形体的变形过程，使人们进行少量模拟实验就可以得到以往要通过大量本体实验才能得到的数据。人们还可以用该方法了解坯料变形体的变形趋势和破坏位置及其方式。这样可以在工业生产和科学实验方面节省许多资金和劳力，预测实验和生产情况，指导工程设计，工艺设计和模具设1有限元模拟系统的设计有限儿投拟般包括1步1数据准各计兑和纳汜处迎。本文参芍了入等程序首先开发了模拟球壳胀形的专用弹塑性有限元主程序。其次开发了配套的球壳胀形过程模拟前耵处理专叫软件1叩，0410叫。该软件钮拈大模块主程序求解器前处理模块后处理模块和形处理模块。本文主要介绍前后处理软件和形处理软件的设计21程序前处理模块功能进行有限元计算，首先要将结构模型化离散化，给出下列信息节点的空间位置；结构的物质特性材料参数及边界条件和约束；元给定约束条件和边界条件，直接生成分析程序所用的数据文件。在形状态下要求用户输入各种数据参数的形式来次性究成讣算所要求输人的长片胃由于离，化过程足通过人机对话形式在模型上直接进行，所以无论结构多复杂，离散化都次成功，使设计与分析合成为个有机整体。

　　1序前处理模块，给用户极大的方便和选择权利。言先，提小1户输前处理。成的文件名，次要求用户输入加载曲线，后程序提用户输入球形容器的长轴短轴的长度球心角，的大小单位度厚度和瓣数等几何参数。以及是否考虑焊缝和热影响的影响。

　　如果考虑焊缝或同时考虑热影响区材料性能和几何形状的影响，则要求用户分别输入母材的材料性能焊缝的性能和几何形状参数。至于节点编号坐标约束方程以及单元编号加载方文件，加，人足的帮助说叫，所以该软件可读性很强。

　　节点，在屏幕右下角将显不该节点的总体编号坐标32.若鼠标击中某单元内，在屏幕右凡将显小该单元的总体编号以及该单元内的节点总体编号。，程序前处理模块生成的文件有其特有的格式，用户如果打开，程序前处理模块自己生成的文件，按其附加的格式，31程序后处理模块有限元计算是种大规模的科学计算。对于输出数据的处理，人们提出了可视化的要求，把数据进行形处理或称为可视化处理。使人们能直接看到场的分布象。从象上直接进行分柝判断来获得有用的结论。

　　科学计算可视化可在个层次上实现，对应于种处理方式事后处理，05 1.幻跟踪7屯，史加土如。本文升发的，1处理1；块衣用1.和功能。

　　3.1程序后处理模块的主要特点，程序后处理模块中，各种被处理的物理量都是以形的形式显出来的，结果目以控制形的显视角，彻底地实现了人机交互功能。

　　通用性程序后处理模块，是以处理维固体元为主，同时兼顾壳元等类型单元的后处理软件，具有通用性。

　　程序后处理模块还具有界面良好容错能力强以及操作简单等优点。为了用户的方便，所有选择菜单和帮助信息都是中文形式的，并且可用鼠标操作。

　　3.2程序后处理模块的主要功能位移处理程序后处理模块的位移处理功能主要包括位移分量位移总量特殊点曲线的总位稃和分析倾览。

　　用户能够输出个方向的位移。，程序后处理模块可以用添色和绘制等值线的方法某方向的位移于位移总量，模块能够完成动画效果趋球效果厚度变化弹复等功能。

　　随着载荷的不断变化，各输出点的位移在不断变化，因此，物体的形状在不断变化。，程序后处理模块可实现循环显各个输出步的物体整体形状，用户看到的就是随着加载步的变化，物体形状在不断变化。由此，可以很方便地得到物体整体的变形过程。并且，可以用来观察趋球间每个单元的厚度变化。利用这个功能，可以很方便地观察到球壳壁厚减薄量的大小以及在壳体上的分布。该模块还可以显卸载后物体弹复的大小变化趋势和极值的位置。

　　对于特殊点的位移处理，通过输入特殊点的坐标值，可以得到该节点的位移曲线。对于特殊线的位移处理，例如焊缝所在弧线，只要输入该曲线的坐标值，就可以得到对应的位移曲线。

　　应乃处理程序后处理模块的应力处理功能主要包括应力分量等效应力。主要处理经向玮向厚度方向的应力。根据等效应力可以处理弹塑性分区和变形难易程度。根据等效应力是否小服应力，用不〃的颜色4分弹忭1和塑。种不，的颜，分别代+域的等效应力范围。以显小变形的难从程度。

　　应变处理！序后处理梭块的应变处理功能应力处理功能类似，1以显，应变分哥等效应变的分布等。

　　4分祈预览利用主程序的预检功能，生成数据文件，然后再调用分析预览功能就可以得到分析部分的维形。如果节点坐标或单元节点编号有错误，则在形上很容易观察出来。同时，任节点号坐标值。若鼠标击中某单元内，在屏幕右下角将显该单元的总体编号和该单元内的节点总体编1.

　　4结束语该软件经过使用明，具有较高的自动化程度，具有可控性通用性以及良好的人机对话界面。

　　2苑世剑，王仲仁。球罐胀形后残余应力的研宄1儿压力容器，1993104145.