(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111469299.1 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 电子科技大 学 （深圳） 高等研究院 地址 518000 广东省深圳市龙华区观澜街 道新澜社区观光路1301-78号银星智 界二期2号楼 (72)发明人 孙勇　杨军　张东星　郭秋泉　 丁士超　任银旺　 (74)专利代理 机构 深圳深知通专利代理事务所 (普通合伙) 44783 专利代理师 高真辉 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 固体材料非线性力学仿 真预测方法、 系统及 介质 (57)摘要 本发明公开了一种固体材料非线性力学仿 真预测方法、 系统及介质， 用于预测难以成形的 轻金属合金轧制和轧制成形过程中的变形形状， 该方法对每个离散节点施加一个小扰动， 以更新 局部位移场， 同时最小化塑性功， 这将迭代地应 用于更新所有节点的位置， 由于该方法假定一个 局部位移场， 因此明确计算了每个节 点的应变和 应力分量， 节点的连续摄动导致位移场的优化， 该发明另一个重要特征是考虑应变历史的新方 法。 本发明提高了固体非线性力学仿真结果的计 算精度， 减少了 计算时长 。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114580227 A 2022.06.03 CN 114580227 A 1.一种固体材 料非线性力学仿真预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 在固体材料力学准静态变形方式下， 定义固体材料的力学性能关系， 以及划分所述固 体材料的单元网格， 定义所述固体材 料每个单元的塑性功增量是相对两单 元的增量； 对所述单元网格中每个节点应用一个扰动， 以更新局部位移场， 利用预设的最小能量 法迭代地应用于更新所有节点的位置， 计算出各个节点的应变分量， 得到每个单元 的有效 应变； 根据所述单 元的有效应 变， 以及所述力学性能关系， 计算对应的塑性功增量； 通过不同节点的连续扰动， 预测得到所述固体材 料力学非线性的应 变预测值。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述对所述单元网格中每个节点应用一个 扰动， 以更新局部位移场， 利用预设的最小能量法迭代地应用于更新所有节点的位置， 计算 出各个节点的应 变分量， 得到每 个单元的有效应 变的步骤 包括： 对所述单元网格中每个节点应用一个扰动， 以更新局部位移场， 利用预设的最小能量 法迭代地应用于更新所有节点的位置， 基于单 元的轮廓， 计算出 各个节点的应 变分量； 基于应变插值到高斯点的方法， 将各个节点的应变分量插值进入高斯点， 获得相应的 高斯点主应变的增量， 其中， 相应的高斯点主应变的增量用于计算沿流线两个相邻元素之 间的塑性功增量； 基于高斯点主应变的增量， 结合各节点的应变历史， 计算出各个节点的应变分量增量， 得到每个单元 的有效应变， 其中， 一个点的应变历史是 由一排节点的状态在空间上表示的 方向上形变到当前的一个。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述对所述单元网格中每个节点应用一个 扰动， 以更新局部位移场， 利用预设的最小能量法迭代地应用于更新所有节点的位置， 基于 单元的轮廓， 计算出 各个节点的应 变分量的步骤 包括： 对所述单 元网格中每 个节点应用一个 扰动， 以更新局部位移场； 对当前扰动节点的周围相邻节点的局部功变化进行估计， 利用预设的最小能量法迭代 地应用于更新所有节点的位置， 基于单 元的轮廓， 计算出 各个节点的应 变分量。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述单元的有效应变， 以及所述 力学性能关系， 计算对应的塑性功增量的步骤 包括： 根据所述单元的有效应变， 通过所述力学性能关系中的材料曲线进行积分， 计算对应 的塑性功增量。 5.根据权利要求1 ‑4中任一项所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 将预测得到的所述固体材料力学非线性的应变预测值， 结合固体材料力学准静态变形 中的工业大 数据的经验公式， 构建算法的整体架构。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 基于所述整体架构， 根据设计原 理对设计参数进行优化， 形成工业大数据、 设计和仿真 为一体的CAX体系,为决策系统提供 轻量化的固体材 料准静态下的力学非线性仿真系统。 7.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述固体材料为轻量化金属合金固体材 料。 8.一种固体材料非线性力学仿真预测系统， 其特征在于， 所述系统包括存储器， 所述存 储器上存储有计算机程序， 所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1 ‑6中任一项权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114580227 A 2所述的固体材 料非线性力学仿真预测方法的步骤。 9.一种计算机存储介质， 其特征在于， 所述介质上存储有计算机程序， 所述计算机程序 被处理器执行时实现如权利要求1 ‑6中任一项 所述的固体材料非线性力学仿真预测方法的 步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114580227 A 3