本文摘要(由AI生成):
本文介绍了LiToSim软件在金属加工回弹现象模拟中的应用。LiToSim具有强大的模拟能力,能够准确模拟塑性应变的变化过程,并处理复杂的回弹现象。多年的研究与探索为LiToSim的核心求解器提供了坚实的技术支持,相关科研成果已在多篇文献中发表。LiToSim的应用不仅提高了金属加工的精度和效率,也为科研工作者提供了重要的工具,推动了相关领域的发展。
工业仿真软件(CAE)是核心的工业软件,在这一领域,国外CAE 软件巨头包括ANSYS、ABAQUS、NASTRAN 等垄断中国市场,“中美贸易战”及“华为事件”暴露出中国工业软件被“卡脖子”的现状,大大制约了中国核心技术的发展。新一轮科技革命和产业变革蓄势待发的时期,以及复杂多变、风谲云诡的国际形势,让我们更加意识到在关键核心技术方面发展国产自主可控的重要性。随着我国自主创新意识的不断提高,产业生态环境的进一步改善,国产软件企业迎来了新的发展机遇。
重庆励颐拓软件有限公司,成立于2018 年7 月,是重庆两江新区重点引进的高层次专家牵头的科技型企业。我们致力于开发完全自主可控并具有国际先进水平的工业仿真软件,为机械、航空航天、交通、电子和能源等领域的用户提供包括整体解决方案、定制化开发、专业技术咨询等全方位的服务。
以下我们来简单介绍一下,
LiToSim 目前已经具备的功能和软件特色。
1导入几何模型
LiToSim支持三维复杂几何装配体导入,其前处理模块拥有多种CAD模型接口(step、igs、stl等),且可读取ANSYS、ABAQUS等商业CAE软件的模型文件,便于用户模型导入和结果对比。另外,LiToSim支持简单几何模型建模。
2生成网格
LiToSim支持结构/非结构网格自动划分功能,可根据几何模型特征设定网格划分尺寸及进行网格细分。
(自动网格划分)
3模型转换接口
LiToSim不仅支持lsim(LiToSim)模型文件,并且也支持cdb (ANSYS)、inp(ABAQUS)等主流商业CAE 软件模型的导入。
4材料库
LiToSim提供多种材料模型,如线弹性、超弹性以及弹塑性材料。针对不同的问题,用户可选取不同的材料模型。
5边界条件
LiToSim支持初始速度、位移和接触边界条件,与此同时,LiToSim 还支持一些特殊边界条件(MPC、Tie)。
6载荷
LiToSim能实现集中力、面力、体力、预紧力和温度的加载。
7求解器
目前LiToSim围绕固体力学可以求解静态、动态、线性和非线性问题,能够解决弹性、超弹性和弹塑性材料的变形等问题。方程组的求解可以选择采用直接法或迭代法,拥有较高的求解效率,并且拥有便捷高效的图形交互界面。
8后处理
LiToSim拥有强大后处理功能。
1人性化操作界面
LiToSim拥有友好的用户界面、方便的模型操作、高效的数据管理、人性化的窗口布局与管理等特点。
2高计算精度
在相同条件下,LiToSim拥有和主流商用CAE软件媲美的精度。
(商用软件计算结果由西南交通大学提供)
3求解大规模问题
LiToSim软件拥有求解大规模问题的能力,以某电路板为例,网格包含470w单元。
测试用电脑为普通台式电脑,处理器Intel(R)Core(TM)I7-8700,内存为16GB,计算总时间为1248.08s。
4网格重构几何模型
LiToSim拥有网格逆向生成模型的功能,通过单元网格快速重构几何模型。
(重构几何面) (重构几何线)
1静态问题
LiToSim可以求解部分固体力学静态问题,包括准静态线性问题、准静态非线性问题(包括材料非线性、几何非线性和接触状态非线性)。
2模态问题
LiToSim可以求解固体力学中模态问题,目前支持梁、杆、实体和板壳单元问题求解。
3动态问题
LiToSim可以求解固体动态冲击问题。
4拓扑优化问题
基于有限元求解框架,LiToSim可以求解单目标函数的拓扑优化问题。
5(拓扑优化)
5复杂力学问题
LiToSim可计算大扭转问题,同时自动处理材料自接触。
LiToSim有计算大变形编织体系统的能力。
LiToSim可以模拟金属挤出成形过程,观测其应力与塑性应变的变化过程。
LiToSim可以模拟金属加工中的回弹现象。
多年的研究与探索造就了LiToSim核心求解器,相关科研成果可以参看以下文献:
[1] Peng L, Feng ZQ, Joli P, Liu JH, Zhou YJ, Automatic contact detection between rope fibers, Computers & Structures, 218, 82-93 (2019)
[2] Zhou YJ, Feng ZQ, Rojas Quintero JA, Ning P, A computational strategy for the modeling of elasto-plastic materials under impact loadings, Finite Elements in Analysis & Design, 142, 42- 50 (2018)
[3] Cai RY, Holweck F, Feng ZQ, Peyraut F, A simple polyconvex strain energy density with new invariants for modeling four-fiber family biomaterials, International Journal of Solids and Structures, 115-116(1), 126–139 (2017)
[4] Feng ZQ, Renaud C, Cros JM, Zhang HW, Guan ZQ, A finite element finite-strain formulation for modeling colliding blocks of Gent materials, International Journal of Solids and Structures, 47, 2215-2222 (2010)
[5] Feng ZQ, Hjiaj M, De Saxcé G, Mróz Z, Influence of frictional anisotropy on contacting surfaces during loading/unloading cycles, International Journal of Non-Linear Mechanics, 41, 936-948 (2006)
[6] Feng ZQ, Peyraut F, He QC, Finite deformations of Ogden's materials under impact loading, International Journal of Non-Linear Mechanics, 41, 575-585 (2006)
[7] Feng ZQ, Joli P, Séguy N, FER/Mech - A software with interactive graphics for the dynamic a nalysis of multibody systems, Advances in Engineering Software, 35, 1-8 (2004)
[8] Feng ZQ, Peyraut F, Labed N, Solution of large deformation contact problems with friction between BlatzKo hyperelastic bodies, International Journal of Engineering Science, 41,2213- 2225 (2003)
[9] Feng ZQ, 2D or 3D frictional contact algorithms and applications in a large deformation context, Communications in Numerical Methods in Engineering, 11, 409-416 (1995)