产品的具有时间步长控制方案的高效显式有限元分析

摘要

一种FEA模型，包括第一层节点和第二层节点以形成一组节点对，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的节点。每一节点对中的节点位于与距离其他节点相比距离更近的位置。确定用于控制时间步长的候选有限元。每一候选有限元由一个或多个节点对限定。在时间推进模拟的每一求解周期，获得包括候选有限元的FEA模型的节点力。缩放尺寸通过最小尺寸乘以加速缩放因子计算出。用于控制下一求解周期的时间步长的临界尺寸然后被确定。根据基于节点质量和加速缩放因子的公式，为了维持稳定求解而重新分配的相应的节点力的分量被计算出并重新分配。

主权项

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。