基于AutoCAD的鑄件凝固溫度場數(shù)值模擬

　　采用AutoCAD 二次開發(fā)工具AutoLISP 編寫了鑄件凝固溫度場數(shù)值模擬程序. 界面具有與AutoCAD 相同的風格，具有方便用戶使用的菜單和對話框，集前處理、溫度場求解和后處理于一體，避免了AutoCAD 和其他計算軟件之間的數(shù)據(jù)傳遞和轉(zhuǎn)換，提高了工作效率. 實例計算結(jié)果表明，本程序能有效地模擬鑄件凝固過程中溫度場的變化情況。

　　鑄造過程的溫度場計算是其他計算和預測，如應力場、固相率場和缺陷等的基礎，可以為設計鑄造工藝提供有價值的參考數(shù)據(jù)。 現(xiàn)今，用數(shù)值模擬的方法來分析鑄造工藝的可行性已成為鑄造工藝設計的重要手段，得到了廣大鑄造工作者越來越多的重視。Auto LISP 是1986 年AutoCAD V2. 18 提供的二次開發(fā)工具，是一種解釋性的人工智能語言.即可以勝任通常的科學計算和數(shù)據(jù)分析，又能直接調(diào)用幾乎全部的AutoCAD 命令，其優(yōu)點是語言規(guī)則簡單，易學易用，直接針對AutoCAD，對于交互式的程序開發(fā)非常方便. Auto LISP 語言最典型的應用是實現(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設計以及驅(qū)動Auto CAD提供PDB 模塊構成DCL 文件，創(chuàng)建自己的對話框。

　　本文采用Auto LISP 語言開發(fā)了鑄件凝固溫度場數(shù)值模擬程序，在AutoCAD 環(huán)境下運行，具有與AutoCAD 標準用戶界面相同的風格. 包括前處理、溫度場求解和后處理等各項功能.

　　1、AutoLISP 編程

　　數(shù)值模擬程序主要包括3 個部分: 前處理部分、求解部分和后處理部分. 前處理的任務是生成幾何模型和網(wǎng)格模型、施加邊界條件和材質(zhì)特性.求解部分的任務是對傳熱控制方程進行計算. 后處理的任務是將求解部分的計算結(jié)果以各種方式進行顯示和分析. 本文中，為方便使用編寫了下拉式菜單文件( 其擴展名為. mnu) ，將前處理、溫度場求解和后處理部分分別定義在POP1，POP2 和POP3區(qū)域，如圖1 所示的3 個自定義下拉菜單. 每個下拉菜單都被分配了相應類型的命令，點擊命令名，就會執(zhí)行相應的功能. 為了程序與用戶之間能夠友好地交流數(shù)據(jù)，AutoLISP 提供了對話框設計語言DCL( Dialogue Control Language) ，如果命令名后面帶有“…”則表示點擊該命令會彈出對話框. 采用DCL 開發(fā)出的“對話框”界面與AutoCAD 用戶界面具有相同的風格，如圖2 所示. 每個對話框都是由各自的擴展名為. dcl 的對話框文件生成. 數(shù)據(jù)處理和繪圖操作則是由多個擴展名為. lsp 的AutoLISP源文件來完成的。

圖1 自定義的菜單

　　結(jié)論

　　本文以AutoCAD 為平臺，采用AutoLISP 語言作為二次開發(fā)工具，開發(fā)了鑄件凝固過程溫度場數(shù)值模擬程序. 開發(fā)出的用戶界面具有與AutoCAD相同的風格，具有方便用戶使用的菜單和對話框.集前處理、溫度場求解和后處理于一體，避免了AutoCAD 和其他計算軟件之間的數(shù)據(jù)傳遞和轉(zhuǎn)換，工作效率提高. 能夠以等間距和不等間距的形式劃分計算網(wǎng)格并以云圖、冷卻曲線和溫度場曲線等多種方式對模擬結(jié)果進行顯示和分析。