[发明专利]一种输电线路用铝合金材料金具的锻造成型仿真分析方法

权利要求书

1.一种输电线路用铝合金材料金具的锻造成型仿真分析方法，其特征在于，所述方法采用4节点的三维四面体单元对工件划分网格，建立有限元模型，并施加边界条件；在基于有限元的工艺仿真系统的有限元环境中，通过直接迭代法和牛顿迭代法进行求解；并在后处理器中按照模拟生成的应变、应力情况对模拟结果进行分析；选取胚料成型过程分析、金属流动情况分析以及残余应力分布分析作为评级参数，以确定不同材料对锻造过程的影响。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路用铝合金材料金具的锻造成型仿真分析方法，其特征在于，所述施加边界条件，包括生成模具和胚件的接触条件以及模具和胚件的约束、载荷及运动条件。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路用铝合金材料金具的锻造成型仿真分析方法，其特征在于，所述基于有限元的工艺仿真系统由前处理器、模拟处理器和后处理器三大模块组成；

所述前处理器包括数据输入模块、网格的自动划分与自动再划分模块和数据传递模块；

所述模拟处理器负责完成有限元分析过程，DEFORM 运行时，首先通过有限元离散化将平衡方程、本构关系和边界条件转化为非线形方程组，然后通过直接迭代法和牛顿迭代法进行求解，求解的结果以二进制的形式进行保存，并在后处理器中获取所需要的结果；

所述后处理器用于显示计算结果，结果是图形形式，或是数字、文字混编的形式；或获取的结果为每一步的有限元网格；等效应力、等效应变以及破坏程度的等高线和等色图；速度场；温度场；行程载荷曲线。

4.根据权利要求3所述的一种输电线路用铝合金材料金具的锻造成型仿真分析方法，其特征在于，

所述数据输入模块用于数据输入模块，包括初始速度场、温度场、边界条件、冲头行程以及摩擦系数初始条件；

所述网格的自动划分与自动再划分模块用于网格的自动划分与自动再划分；

所述数据传递模块，用于网格重划分后，在新旧网格之间实现应力、应变、速度场、边界条件数据的传递，保证计算的连续性。

5.实现如权利要求1~4所述输电线路用铝合金材料金具的锻造成型仿真分析方法的装置，为一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

（1）根据金具的具体尺寸，在Pro/E软件中完成1:1的造型并输出成STL格式文件，导入DEFORM软件，采用4节点的三维四面体单元对工件划分网，建立用于锻造仿真的有限元模型；

（2）施加有限元分析的边界条件，输入初始数据；设置输入参数：运动关系、摩擦系数数、热交换系数；

（3）在DEFORM有限元环境中，通过有限元离散化将平衡方程、本构关系和边界条件转化为非线形方程组，通过直接迭代法和牛顿迭代法进行求解，求解的结果以二进制的形式进行保存；

（4）显示计算结果，包括每一步的有限元网格；等效应力、等效应变以及破坏程度的等高线和等色图；速度场；温度场；行程载荷曲线。