基于OpenGL的凝固過程溫度場可視化測試的研究.pdf

1、隨著近年來信息化技術(shù)的普及，用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)改造及帶動傳統(tǒng)鑄造行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)是鑄造技術(shù)發(fā)展的重要發(fā)展趨勢，其中更以利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)鑄件充型凝固過程模擬仿真（簡稱CAD/CAE）為科學(xué)發(fā)展的前沿。由此可見，發(fā)展模擬仿真技術(shù)也是改造傳統(tǒng)鑄造業(yè)的必由之路。通過這種數(shù)值模擬仿真，可以在制造工藝裝備以及澆注之前，綜合評價(jià)各種工藝方案與鑄件質(zhì)量的關(guān)系。然而隨著數(shù)值模擬的深入研究，數(shù)值模擬龐大的計(jì)算量和結(jié)果顯示不夠直觀的問題慢慢的凸現(xiàn)了出來。并且在純

2、粹的數(shù)值模擬中，由于各種外界的參考條件的假設(shè)性，其模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果必然存在著一定偏差。
　　本文主要詳細(xì)地闡述了一個(gè)基于OpenGL技術(shù)鑄件凝固過程溫度場可視化測試系統(tǒng)的研究方案。系統(tǒng)主要通過硬件測試和采集鑄模內(nèi)鑄件溫度場的真實(shí)溫度數(shù)據(jù)（關(guān)鍵空間特征節(jié)點(diǎn)的溫度信息）結(jié)合傳統(tǒng)的模擬計(jì)算理論來校正數(shù)值測試的結(jié)果以實(shí)現(xiàn)對溫度場更加精確測試的效果。另外，在計(jì)算溫度場的同時(shí)，測試系統(tǒng)會將其求解的過程結(jié)果在鑄件圖形中以顏色不斷刷新的顯示形式

3、表現(xiàn)出來。即：鑄件散熱和凝固的過程，通過可視化的手段再現(xiàn)出來。
　　在本文中，硬件系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集模具內(nèi)的重要溫度信息。硬件系統(tǒng)的功能主要是通過的熱電偶、檢測放大電路的放大、多路開關(guān)的選通、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換、單片機(jī)選通控制以及RS485串行口的組合實(shí)現(xiàn)的。最后，串口將采集到與溫度相關(guān)的數(shù)據(jù)信息輸入到測試軟件中進(jìn)行處理。軟件部分的功能就是在前者采集到數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，再者結(jié)合數(shù)據(jù)相應(yīng)的處理方式，運(yùn)用相關(guān)的三維環(huán)境中的有限差分算法對整個(gè)溫度

4、場進(jìn)行求解，然后再用OpenGL這一可視化的手段將鑄件的溫度場變化情況直觀地顯示出來。而這部分的軟件設(shè)計(jì)主要是在Visual C++6.0的環(huán)境下，使用MFC開發(fā)實(shí)現(xiàn)的。最后系統(tǒng)不僅用OpenGL技術(shù)將鑄件的溫度場中逐點(diǎn)的溫度變化動態(tài)地顯示出來。而且還將最后的運(yùn)算的結(jié)果存進(jìn)歷史數(shù)據(jù)庫，以備操作人員以后的查詢和操作。
　　本測試系統(tǒng)將MFC軟件開發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、OpenGL技術(shù)、串口通信技術(shù)、傳熱學(xué)理論融為一體，使得測試系統(tǒng)的功