基于A(yíng)utoCAD的鑄件凝固溫度場(chǎng)數值模擬

2014-12-07 孫建波 佳木斯大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

　　采用AutoCAD 二次開(kāi)發(fā)工具AutoLISP 編寫(xiě)了鑄件凝固溫度場(chǎng)數值模擬程序. 界面具有與AutoCAD 相同的風(fēng)格，具有方便用戶(hù)使用的菜單和對話(huà)框，集前處理、溫度場(chǎng)求解和后處理于一體，避免了AutoCAD 和其他計算軟件之間的數據傳遞和轉換，提高了工作效率. 實(shí)例計算結果表明，本程序能有效地模擬鑄件凝固過(guò)程中溫度場(chǎng)的變化情況。

　　鑄造過(guò)程的溫度場(chǎng)計算是其他計算和預測，如應力場(chǎng)、固相率場(chǎng)和缺陷等的基礎，可以為設計鑄造工藝提供有價(jià)值的參考數據。 現今，用數值模擬的方法來(lái)分析鑄造工藝的可行性已成為鑄造工藝設計的重要手段，得到了廣大鑄造工作者越來(lái)越多的重視。Auto LISP 是1986 年AutoCAD V2. 18 提供的二次開(kāi)發(fā)工具，是一種解釋性的人工智能語(yǔ)言.即可以勝任通常的科學(xué)計算和數據分析，又能直接調用幾乎全部的AutoCAD 命令，其優(yōu)點(diǎn)是語(yǔ)言規則簡(jiǎn)單，易學(xué)易用，直接針對AutoCAD，對于交互式的程序開(kāi)發(fā)非常方便. Auto LISP 語(yǔ)言最典型的應用是實(shí)現參數化繪圖程序設計以及驅動(dòng)Auto CAD提供PDB 模塊構成DCL 文件，創(chuàng )建自己的對話(huà)框。

　　本文采用Auto LISP 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了鑄件凝固溫度場(chǎng)數值模擬程序，在A(yíng)utoCAD 環(huán)境下運行，具有與AutoCAD 標準用戶(hù)界面相同的風(fēng)格. 包括前處理、溫度場(chǎng)求解和后處理等各項功能.

　　1、AutoLISP 編程

　　數值模擬程序主要包括3 個(gè)部分: 前處理部分、求解部分和后處理部分. 前處理的任務(wù)是生成幾何模型和網(wǎng)格模型、施加邊界條件和材質(zhì)特性.求解部分的任務(wù)是對傳熱控制方程進(jìn)行計算. 后處理的任務(wù)是將求解部分的計算結果以各種方式進(jìn)行顯示和分析. 本文中，為方便使用編寫(xiě)了下拉式菜單文件( 其擴展名為. mnu) ，將前處理、溫度場(chǎng)求解和后處理部分分別定義在POP1，POP2 和POP3區域，如圖1 所示的3 個(gè)自定義下拉菜單. 每個(gè)下拉菜單都被分配了相應類(lèi)型的命令，點(diǎn)擊命令名，就會(huì )執行相應的功能. 為了程序與用戶(hù)之間能夠友好地交流數據，AutoLISP 提供了對話(huà)框設計語(yǔ)言DCL( Dialogue Control Language) ，如果命令名后面帶有“…”則表示點(diǎn)擊該命令會(huì )彈出對話(huà)框. 采用DCL 開(kāi)發(fā)出的“對話(huà)框”界面與AutoCAD 用戶(hù)界面具有相同的風(fēng)格，如圖2 所示. 每個(gè)對話(huà)框都是由各自的擴展名為. dcl 的對話(huà)框文件生成. 數據處理和繪圖操作則是由多個(gè)擴展名為. lsp 的AutoLISP源文件來(lái)完成的。

自定義的菜單

圖1 自定義的菜單

　　結論

　　本文以AutoCAD 為平臺，采用AutoLISP 語(yǔ)言作為二次開(kāi)發(fā)工具，開(kāi)發(fā)了鑄件凝固過(guò)程溫度場(chǎng)數值模擬程序. 開(kāi)發(fā)出的用戶(hù)界面具有與AutoCAD相同的風(fēng)格，具有方便用戶(hù)使用的菜單和對話(huà)框.集前處理、溫度場(chǎng)求解和后處理于一體，避免了AutoCAD 和其他計算軟件之間的數據傳遞和轉換，工作效率提高. 能夠以等間距和不等間距的形式劃分計算網(wǎng)格并以云圖、冷卻曲線(xiàn)和溫度場(chǎng)曲線(xiàn)等多種方式對模擬結果進(jìn)行顯示和分析。