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【LiToSim 简介】

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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。


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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。


关于软件

LiToSim 软件是重庆励颐拓软件有限公司基于首席科学家冯志强教授三十余年的技术积累,以及与国内外高校、知名企业、科研院所的合作验证,而研发的国产自主可控,具有国际先进水平的工业CAE仿真平台。主要采用C  语言、面向对象编程思想及通用XML数据标准研发,集前处理、求解器和后处理等模块于一体,可实现CAD模型导入、网格自动生成、大型数据存取和管理、方程高效求解、物理场可视化等功能,具有跨系统(Windows、Linux等)、易扩展、界面友好等诸多优点。


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软件功能



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。


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(复杂几何模型导入)

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。


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(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。


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(模型导入)

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。



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(弹性材料库)



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(超弹性材料库)



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(弹塑性材料库)


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)。


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(初始速度)


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(位移边界条件)


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(接触边界条件)

6载荷

LiToSim能实现集中力、面力、体力、预紧力和温度的加载。


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(载荷类型)

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。


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(LiToSim图形交互界面)

8后处理


LiToSim拥有强大后处理功能。


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(曲线绘制)               (数据列表)



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(透视)                             (云图)


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(扫描)                            (等值面)




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(动画显示)




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(复杂装配体)




2软件特色

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。


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(LiToSim)

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(商用软件)



(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。


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(大规模网格电路板模型)



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。


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(计算结果)

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。


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(网格模型 )                    (重构的几何体)


图片(重构几何面)                   (重构几何线)




3算例展示


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)。


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(静态)

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。


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(模态)

3动态问题


LiToSim可以求解固体动态冲击问题。


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(动态)

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。


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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。

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(大扭转)



LiToSim有计算大变形编织体系统的能力。



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(编织体大变形)


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。


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(挤出成形)



LiToSim可以模拟金属加工中的回弹现象。


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(回弹)




4科研成果



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)




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首次发布时间:2021-06-28
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