基于ABAQUS的鑄件準(zhǔn)固態(tài)區(qū)熱應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬技術(shù).pdf

1、本課題來源于國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目“基于細(xì)微觀尺度的鑄件熱應(yīng)力場(chǎng)雙向耦合模擬”,是其主要內(nèi)容之一。課題以ABAQUS為研究平臺(tái),對(duì)鑄件準(zhǔn)固態(tài)區(qū)熱應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬這一學(xué)術(shù)熱點(diǎn)進(jìn)行了探索研究。
　　在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,課題基于鑄件溫度判斷,結(jié)合鑄件準(zhǔn)固態(tài)區(qū)流變學(xué)力學(xué)本構(gòu)模型和固態(tài)區(qū)彈塑性力學(xué)本構(gòu)模型,建立了能夠描述整個(gè)凝固過程鑄件力學(xué)行為的力學(xué)本構(gòu)模型(簡稱為EP-EVP模型),該模型對(duì)鑄件的固態(tài)區(qū)和準(zhǔn)固態(tài)區(qū)(糊狀區(qū))

2、區(qū)別對(duì)待,有效地提高了熱應(yīng)力模擬精度;基于ABAQUS平臺(tái),根據(jù)用戶材料子程序(UMAT)接口的規(guī)定,設(shè)計(jì)了EP-EVP模型的有限元算法并編寫相應(yīng)的用戶材料子程序(UMAT);基于上述工作,設(shè)計(jì)了基于FEM/FEM聯(lián)合分析的鑄件熱應(yīng)力場(chǎng)模擬方案。
　　為了驗(yàn)證開發(fā)的EP-EVP模型UMAT程序的正確性和基于FEM/FEM聯(lián)合分析的鑄件熱應(yīng)力場(chǎng)模擬方案的可行性。本課題首先利用單軸拉伸模擬對(duì)EP-EVP模型UMAT程序進(jìn)行了驗(yàn)證;然后

3、利用FEM/FEM聯(lián)合分析方案基于EP-EVP模型UMAT程序?qū)喕膽?yīng)力框鑄件進(jìn)行了溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)模擬,并與ABAQUS內(nèi)置彈塑性模型(簡稱 EP模型)的模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:EP-EVP模型除了和EP模型一樣能夠準(zhǔn)確描述鑄件固態(tài)區(qū)力學(xué)行為外,還能準(zhǔn)確描述鑄件在準(zhǔn)固態(tài)區(qū)的流變學(xué)行為,比EP模型更為科學(xué);溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)模擬結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)相符,能夠用于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。因此,本課題具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本課題通過對(duì)鑄