作为重要的国民经济建设材料,棒线材在工业、农业和建筑业等多种行业有着广泛应用。目前,社会多样化需求和市场竞争对棒线材生产提出了越来越高的要求。借助现代数值方法和计算机技术,开发具有完善前后处理功能的棒线材轧制工艺分析软件,研究棒线材轧制中的金属变形规律和力能参数,对于改善轧制工艺、提高产品品质及降低生产成本都具有重要的意义。 本文回顾了棒线材生产发展和有限元法及其前后处理程序的研究进展。基于刚塑性有限元法,建立了棒线材轧制数值模拟系统。以 Visual C++为平台,编制了有限元前后处理程序。并采用三维实体造型计算机图形技术中的标准语言 OpenGL(Open Graphic Library),对前后处理程序进行了完善,开发出了棒线材轧制过程模拟仿真软件。前处理模块可以方便地输入孔型尺寸、轧件尺寸和温度等轧制条件,以进行有限元计算。后处理模块可以快速查看计算出的应力、应变、轧制力及力矩等结果。借助 OpenGL的三维显示技术,通过三维模型的视图变换和模型变换,可以对图形进行缩放、旋转等操作,从而能够直观、形象地观察有限元网格的变形情况和各种场量的分布云图。 为了验证软件的正确性与可靠性,利用该软件对某棒线材厂的棒材轧制过程进行了模拟仿真,计算结果与相关生产数据进行了对比。实践表明,所开发的棒线材轧制过程模拟仿真软件界面清晰友好,操作方便,具有较好的实用性和通用性。