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基于Visual C++与ABAQUS二次开发的过程模拟系统开发

董明鑫  
【摘要】:金属板带轧制过程是一个非常复杂的弹塑性大变形过程,它既有材料非线性、几何非线性,又有边界接触条件非线性变化,因此其变形机理十分复杂,难以用准确的数学关系式来表达。随着板带轧制技术近年来不断的发展,人们对其在成型过程中的变形规律、变形力学的分析也越来越重视。与此同时,随着有限元仿真软件正变得越来越成熟和完善,有限元技术已被广泛应用于带钢轧制过程中,成为一种有效的数值方法。但是,有限元分析软件本身需要使用者具有较深的理论基础,这样才可以较好的完成模型创建以及后续处理分析。其中,前处理建模、后处理提取结果信息都是很复杂的过程。同时,整个模拟过程的设计任务繁琐,重复性工作频繁,费时费力,不利于板带轧制研发制造的可持续发展,而且限制着有限元分析软件在企业中的广泛应用。 为了解决此问题,本文应用功能强大的有限元模拟软件ABAQUS和面向对象的编程语言Visual C++联合开发了一种专用的板带轧机轧制过程的有限元分析平台。运用这个平台,用户只需输入初始的轧辊、轧件的尺寸参数以及其它工艺参数,就可以进行自动建模和分析并查看运行结果。本文采用的有限元方法有效的保证了设计过程中的计算精准度,提升了带钢产品的可靠性,这是本文所提出方法的优点所在。同时,简化了整个分析过程,避免分析过程中的重复性工作,从而使分析速度得到了很大的提升,有效的缩短了带钢产品的研发周期。 本文的主要研究内容如下: (1)利用ABAQUS软件与Python语言相结合建立板带轧制过程的有限元模型,作为二次开发建模的基础。用板带材轧制机制,建立符合使用要求的有限元模型。这个是本文的一个重点。 (2)研究了Visual C++语言与ABAQUS有限元分析软件的串接技术,利用VC++对ABAQUS进行二次开发。这个是本文的一个特点。 (3)应用Visual C++语言和ABAQUS有限元分析软件开发出一套方便、实用、可靠的板带轧制过程有限元分析平台。这个是本文的核心所在。 (4)取若干组不同规格工艺参数对带钢轧制过程进行模拟分析,将分析计算结果与相关文献的结果进行对比比较证明,证明程序的正确性与可行性。


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