1.一种采用具有时间步长控制方案的显式有限元分析(FEA)获取产品的模拟结构性能的方法,其特征在于,所述方法包括:
在安装有显式FEA应用模块的计算机系统中接收表示产品的FEA模型,所述FEA模型包括至少第一和第二层相应节点以形成节点对组,每一节点对包括位于第一层的一节点和位于第二层的一相应节点,每一节点对中的节点位于与距离FEA模型中的其他节点相比距离彼此更近的位置;
利用所述显式FEA应用模块确定用于控制时间步长的候选有限元组,每一候选有限元由一个或多个所述节点对限定;以及
利用所述显式FEA应用模块,通过在多个求解周期内使用FEA模型运行如下时间推进数值模拟来获取所述产品的模拟结构性能:
(a)设定模拟时间为零;
(b)在模拟时间获取包括所有候选有限元的FEA模型的节点力;
(c)利用所述每一候选有限元的最小尺寸乘以加速缩放因子计算出缩放尺寸;
(d)在缩放尺寸和其他尺寸中确定用于控制下一求解周期的时间步长的临界尺寸;
(e)根据基于节点质量和加速缩放因子的公式,为所述每一节点对计算为了维持稳定求解而重新分配的相应的节点力的分量,并重新分配所述分量;
(f)用临界尺寸计算下一求解周期的时间步长;
(g)模拟时间增加计算出的时间步长;以及
(h)重复(b)-(g)直到达到结束条件。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述候选有限元组包括厚壳有限元或单层实体有限元。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述候选有限元组包括梁或桁架有限元。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述每一候选有限元的最小尺寸是所述每一节点对的节点之间的较小的距离。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述加速缩放因子大于1。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述公式如下:
F1final=F1-ΔF
F2final=F2+ΔF
其中,S是加速缩放因子,m1和m2分别是所述每一节点对的节点质量,F1和F2分别是所述每一节点对的节点力,ΔF是计算出的相应的节点力的分量,F1final和F2final分别是所述每一节点对的重新分配后的节点力。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述结束条件包括用户设定的总模拟时间。
8.一种采用具有时间步长控制方案的显式有限元分析(FEA)获取产品的模拟结构性能的系统,其特征在于,所述系统包括:
输入/输出(I/O)界面;
用于存储显式FEA应用模块的计算机可读代码的存储器;
至少一个与所述存储器连接的处理器,所述至少一个处理器执行所述存储器中的计算机可读代码以使所述显式FEA应用模块执行以下操作:
接收表示产品的FEA模型,所述FEA模型包括至少第一和第二层相应节点以形成节点对组,每一节点对包括位于第一层的一节点和位于第二层的一相应节点,每一节点对中的节点位于与距离FEA模型中的其他节点相比距离彼此更近的位置;
利用所述显式FEA应用模块确定用于控制时间步长的候选有限元组,每一候选有限元由一个或多个所述节点对限定;以及
利用所述显式FEA应用模块,通过在多个求解周期内使用FEA模型运行如下时间推进数值模拟来获取所述产品的模拟结构性能:
(a)设定模拟时间为零;
(b)在模拟时间获取包括所有候选有限元的FEA模型的节点力;
(c)利用所述每一候选有限元的最小尺寸乘以加速缩放因子计算出缩放尺寸;
(d)在缩放尺寸和其他尺寸中确定用于控制下一求解周期的时间步长的临界尺寸;
(e)根据基于节点质量和加速缩放因子的公式,为所述每一节点对计算为了维持稳定求解而重新分配的相应的节点力的分量,并重新分配所述分量;
(f)用临界尺寸计算下一求解周期的时间步长;
(g)模拟时间增加计算出的时间步长;以及
(h)重复(b)-(g)直到达到结束条件。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述候选有限元组包括厚壳有限元或单层实体有限元。
10.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述候选有限元组包括梁或桁架有限元。
11.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述每一候选有限元的最小尺寸是所述每一节点对的节点之间的较小的距离。
12.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述加速缩放因子大于1。
13.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述公式如下:
F1final=F1-ΔF
F2final=F2+ΔF
其中,S是加速缩放因子,m1和m2分别是所述每一节点对的节点质量,F1和F2分别是所述每一节点对的节点力,ΔF是计算出的相应的节点力的分量,F1final和F2final分别是所述每一节点对的重新分配后的节点力。
14.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述结束条件包括用户设定的总模拟时间。