基于VB的Ansys Ls/Dyn軟件二次開發(fā)在汽車板材切割中的應(yīng)用

趙志剛 李東方 羅方贊

摘要：本文通過VB編寫程序，應(yīng)用APDL開發(fā)工具，二次開發(fā)汽車板材切割批量求解平臺(tái)。這種方法使得工作不再重復(fù)，分析效率提升， 提供了汽車板材切割儀圓盤剪切依據(jù)，實(shí)用價(jià)值很高。

Abstract： This article uses VB to write a program， applies APDL development tools， and secondly develops a vehicle plate cutting batch solution platform. This method makes the work no longer repeated， and the analysis efficiency is improved， and the disc cutting basis of the automobile sheet cutter is provided， and the practical value is high.

關(guān)鍵詞：二次開發(fā);Ansys Ls/Dyn;應(yīng)用

Key words： secondary development;Ansys Ls/Dyn;application

中圖分類號(hào)：TP311.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）30-0223-02

0 ?引言

汽車板材剪切是一個(gè)包括幾何非線性、材料非線性、邊界非線性等問題的復(fù)雜力學(xué)過程。Ansys Ls/Dyna軟件[1]是一個(gè)功能強(qiáng)大的有限元通用顯示動(dòng)力分析軟件，具有強(qiáng)大的前處理、求解及后處理功能。Ansys Ls/Dyna軟件的ADPL[1]（AnsysParameter Design Language）工具可完成一些通用性強(qiáng)的任務(wù)，不僅是優(yōu)化設(shè)計(jì)和自適應(yīng)網(wǎng)格劃分等ANSYS經(jīng)典特性的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，也為任務(wù)的分析提供了便利。然而，實(shí)際分析不同剪切工藝參數(shù)的圓盤剪剪切模型過程中，需多次重復(fù)地建模、提交邊界條件及載荷，才可完成求解。正因?yàn)槟Ｐ徒ⅰ⑶蠼饧昂筇幚砭^復(fù)雜，若單純使用APDL就顯得繁瑣且不易可視化的缺點(diǎn)。通常而言，二次開發(fā)工具一般有：Delphi、Visual C++ 6.0、Visual Basic 6.0、VBA等。相比較而言，VB編程語言具有不可替代的簡(jiǎn)單易用性和真正的“所見即所得”特性為廣大工程設(shè)計(jì)人員所接受[6]。眾所周知，VB 6.0作為一款可視化編程軟件，它能提供多數(shù)據(jù)類型，完成復(fù)雜數(shù)據(jù)運(yùn)算;并擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫，支持跨平臺(tái)、多語言開發(fā)。

1 ?基于VB的Dyna工具二次開發(fā)

開發(fā)專用設(shè)置界面，自動(dòng)生成關(guān)鍵文件，并后臺(tái)調(diào)用Ansys Ls/Dyna完成計(jì)算。為剪切力分析任務(wù)量身定做了本二次開發(fā)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模型快速建立、結(jié)果顯示，提供與求解器接口，自動(dòng)生成剪切力曲線，滿足工程設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)處理的各項(xiàng)需求。

1.1 數(shù)據(jù)傳遞

建模必需的基本參數(shù)和由VB產(chǎn)生的中間或結(jié)果是參數(shù)據(jù)在VB 6.0與ADyna之間的傳遞的兩種方式。

1.1.1 正向傳遞

數(shù)據(jù)由VB 6.0傳向Ansys Ls/Dyna，在VB 6.0中使用APDL命令，解決接口問題參數(shù)。期中“AnsysPath”為D：＼Program Files＼Ansys Inc＼v100＼ANSYS＼bin＼intel，即Ansys100.exe的安裝目錄;“ane3flds”為Ansys Ls/Dyna的產(chǎn)品特征碼;“-i”標(biāo)識(shí)后面的文件為輸入文件，“-o”標(biāo)識(shí)后面的文件為輸出文件，其中“Ansys_APDLPath”為輸入輸出文件所在路徑，“.mac”格式文件為VB 6.0編寫的APDL參數(shù)化建模命令的ASCII文件;“vbNormalFocus”為VB 6.0窗體顯示控制參數(shù)。

1.1.2 反向傳遞

文獻(xiàn)[2]中使用Timer控件的方式來判斷Ansys Ls/Dyna計(jì)算結(jié)束，但該方式不適合復(fù)雜問題。這是因?yàn)樵摲绞綗o法準(zhǔn)確跟進(jìn)Ansys Ls/Dyna后臺(tái)進(jìn)程狀態(tài)。

Call WaitForSingleObject（ ）函數(shù)在本平臺(tái)中的應(yīng)用代碼如下：

Dim pHnd001 As Long '聲明pHnd001變量存儲(chǔ)Process Handle

Dim pId001 As Long ?'聲明pId001變量存儲(chǔ)Process ID

pHnd001=OpenProcess（SYNCHRONIZE，0，pId001） '取得Process Handle值

If pHnd001< >0 Then

Call WaitForSingleObject（pHnd001， INFINITE） '無限等待，直到求解結(jié)束

Call CloseHandle（pHnd001）

End If

1.2 平臺(tái)功能說明

①研究者可根據(jù)實(shí)際工況，輸入特定剪切工藝參數(shù)，包括帶材厚度h、剪刃側(cè)向間隙δ1、剪刃重疊量δ2、單邊剪切量ΔB等;②研究者可輸入帶材，壓輥、托輥，上、下剪刃的材料特性，包括帶材材料的彈性模量、泊松比、密度、屈服極限、線彈性模量等;壓輥、托輥、上、下剪刃的材料的彈性模量、泊松比、密度。

2 ?開發(fā)后平臺(tái)的應(yīng)用

本二次開發(fā)主菜單采用樹狀導(dǎo)航菜單，用以顯示“剪切參數(shù)設(shè)定”、“VB調(diào)用ANSYS Ls/Dyna”、“三維模型查看”、“VB調(diào)用Ls Prepost”、“VB繪制曲線”、“系統(tǒng)管理”及“幫助”7個(gè)一級(jí)菜單。各一級(jí)菜單下的二級(jí)菜單，如圖1所示。

2.1 多批次運(yùn)算平臺(tái)操作介紹

本節(jié)前文中，主要介紹單因素條件下平臺(tái)的操作與使用。但，分析問題全面性與復(fù)雜性決定了，針對(duì)圓盤剪剪切力的研究，必須要計(jì)算不同剪切參數(shù)下的模型。那么，本小節(jié)就來介紹批量運(yùn)算下平臺(tái)的使用。

本小節(jié)選取剪切模型的主要幾何參數(shù)為，帶材寬度為450mm，帶材厚度為6mm，帶材長(zhǎng)度為100mm，單邊剪切量為4mm，剪刃重疊量為0mm。將剪刃側(cè)向間隙作為批量處理（Batch模式）的變化參數(shù)，如圖2a）所示。程序?qū)㈨樞蚺坑?jì)算剪刃重疊量為0.3mm、0.5mm、0.8mm和1.2mm的剪切模型，并將上述模型剪切力結(jié)果存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)文件中。調(diào)取如圖1所示的“VB程序法繪制曲線（Batch）”繪圖對(duì)話框，最終繪制出多條剪切力曲線，如圖2b）所示。顯而易見，其他參數(shù)不變條件下，剪刃側(cè)向間隙在0.3～1.2mm時(shí)，剪切力分布趨勢(shì)近似一致。

2.2 二次開發(fā)平臺(tái)的輔助功能

如圖3所示，本二次開發(fā)平臺(tái)，允許研究者擁有“系統(tǒng)管理”的權(quán)限。但是，為了整個(gè)平臺(tái)和數(shù)據(jù)的安全，目前只對(duì)本平臺(tái)的開發(fā)者進(jìn)行開放。其他研究者可有條件選擇使用這部分功能。另外，通過“幫助”中的相關(guān)信息，可以了解更多關(guān)于平臺(tái)使用過程中的信息，同時(shí)，可通過如圖4所示的聯(lián)系方式，向平臺(tái)開發(fā)者提出建議或意見，以方便其他研究者與平臺(tái)開發(fā)者相互交流，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。

3 ?結(jié)論

本文中通過對(duì)Ansys Ls的APDL工具二次開發(fā)，使得在汽車板材圓盤剪剪切力數(shù)值分析上瑣碎而可視性低的缺點(diǎn)得以改進(jìn)。嵌入Ansys Ls的APDL工具與VB 6.0軟件的多向功能，使得人機(jī)交互式平臺(tái)得以實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)潔了操作過程，提升了數(shù)值分析效率。其他非專業(yè)人士，亦可通過幾個(gè)主要參數(shù)的控制讀出可靠且正確的結(jié)果，供此類研究人員對(duì)Ansys Ls/Dyna軟件的深度開發(fā)與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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