[发明专利]针对各向异性材料铸造残余应力的数值模拟方法

摘要

本发明公开了一种针对各向异性材料铸造残余应力的数值模拟方法，用于解决现有铸造残余应力的模拟方法适用范围窄的技术问题。技术方案是利用ProCAST软件对铸件凝固及冷却过程温度场进行数值模拟，并将温度场转换成ABAQUS能接受的温度幅值，生成ABAQUS数据文件INP文件；将经过转换的温度幅值复制至生成的ABAQUS数据文件INP文件中，生成新的INP文件；对于生成新的INP文件，利用ABAQUS Command命令完成对各向异性材料铸件的残余应力数值模拟。该方法结合了ProCAST软件以及ABAQUS软件各自的优点，能够准确地模拟各向异性材料铸件在铸造过程中产生的残余应力，准确率达到81％以上。

主权项

一种针对各向异性材料铸造残余应力的数值模拟方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、利用ProCAST软件对铸件凝固及冷却过程温度场进行数值模拟，并利用ProCAST软件的后处理软件Viewer‑CAST将铸件温度场导出；步骤二、在MATLAB操作环境中，利用编写好的温度场转换接口，将步骤一所得温度场转换成ABAQUS能接受的温度幅值，并利用转换接口生成铸件的节点集及预定义场；步骤三、在Viewer‑CAST中将浇注系统中铸件、模壳组件分别以INP文件导出，并在ABAQUS中重新装配，加入边界条件，修改有限元网格类型，生成ABAQUS数据文件INP文件；步骤四、将步骤二所得转换好的温度幅值、节点集及预定义场复制至步骤三所生成的ABAQUS数据文件INP文件中，生成新的INP文件；步骤五、根据铸件材料的特性利用Fortran语言编写各向异性材料子程序UMAT文件；步骤六、对于步骤四生成新的INP文件，结合步骤五所得UMAT子程序，利用ABAQUS Command命令完成对各向异性材料铸件的残余应力数值模拟。