自主CAE平台及计算力学软件研发新进展

数值模拟是求解复杂工程问题强有力的工具.科学计算程序的一大需求在于复杂及可变数据结构的存储、提取和处理能力.对于用户而言,不仅需要强大的求解器,还需要良好的图形交互界面,因此,开发具有通用性和开放性的CAE软件平台和友好的用户界面势在必行.本文在介绍CAE软件平台OmtDesk的基础上,采用C++语言和面向对象软件开发技术,建立了高效CAE平台,解决了CAD模型与计算力学平台接口、网格生成、大型数据存储、快速求解算法等关键问题;同时基于Qt+OpenGL技术,开发了跨系统的友好图形用户界面;最后,以固体力学数值模拟为例,基于该平台和用户界面,开发了计算固体力学专用软件.由此可见,本文提出的软件设计理念是有效的,实现的CAE平台已经拥有了强大的功能.      

金属成形数值模拟算法及软件开发

以实现拥有部分算法特色的金属成形定制化CAE （computer-aided engineering）软件为目的,在自主开发的OmtDesk平台基础上,嵌入金属成形数值计算程序.首先,以双势理论为基础,运用Uzawa算法求解金属成形中的接触摩擦问题;其次,采用建立在更新拉格朗日框架上的返回映射算法,求解金属成形中材料非线性问题;最后,通过压缩回弹和挤压成形两个数值算例,验证了自主开发的金属成形定制化CAE软件FEM/Form的准确性与通用性,并将求解结果与ANSYS对比.在压缩回弹算例中,采用ANSYS得到10–3 mm量级的穿透量,相同算例采用FEM/Form则能将穿透量控制在10–7 mm量级,说明采用双势接触模块能更加精确地控制金属成形数值模拟中的穿透量,使金属成形过程更加准确.