[发明专利]广义本构建模方法和系统

说明书

发明领域

本公开一般涉及用于对制品诸如消费品进行建模的方法和系统。具体地讲，本发明涉及用于对此类制品进行本构建模的计算机化方法和系统。

发明背景

有限元分析(FEA)一直以来对于降低产品成本和提高产品质量具有显著的帮助。一旦针对给定材料建立了计算机模型，即可使用该模型来确定使用该材料的产品可如何响应于例如多种不同的载荷条件。进行计算机模拟来代替在实验室中执行测试可节省大量的时间和金钱。

目前，大多数的材料模型均是在个案基础上建立的。换句话讲，建立测试矩阵以组织一组测试，所述测试被设计用来获得有关材料在各种载荷下的性能的信息。执行测试，然后分析结果。基于此分析，模型建立者选择某些行为，所述行为可由测试结果建议。然后模型建立者将这些行为关联起来，从而得到例如一组耦合方程。测试结果的分析和行为的选择需要有极强的技能和丰富的经验。专职建立计算机模型的人员通常拥有高等学位。

因此将认识到，模型的建立可能会超过专职选择材料或选择用于新产品的加工条件的普通技术人员的技能范围。一方面，普通技术人员不大可能具有能够从可得的行为中判断和选择合适的行为所需的经验。就此而论，普通技术人员不大可能具有修改模型所需的技能，即使该过程只是涉及根据测试结果来修改系数而已。

因此，希望提供一种可允许普通技术人员来建立新产品模型的系统和方法。也期望提供一种在帮助技术人员建立模型的同时还可教育技术人员的系统和方法。

发明概述

根据一个方面，一种使用广义本构模型对材料进行建模的方法包括组合多个行为以及组合多个耦合，所述多个行为的组合不考虑特定的待建模材料，所述多个耦合中的每一个均与所述多个行为中的至少一个行为相关联并且被限定而不考虑特定的待建模材料。该方法也包括从所述多个行为中选择至少一个行为以限定特定材料的模型、使用特定材料的模型来执行模拟以限定模拟输出、并且根据模拟输出作出关于材料的确定。

根据另一个方面，一种用于使用广义本构模型对材料进行建模的系统包括可操作地耦接到存储器上的处理器；存储在存储器中的多个行为，所述多个行为被组合而不考虑特定的待建模材料；以及存储在存储器中的多个耦合，所述多个耦合中的每一个均与所述多个行为中的至少一个行为相关联并且被限定而不考虑特定的待建模材料。处理器被编程以从所述多个行为中选择至少一个行为从而限定特定材料的本构模型，并且处理器被编程以使用本构模型来执行模拟。

附图概述

虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本发明的权利要求书，但是据信通过下面的描述并结合附图可以更好地理解本发明。为了更清楚地显示其它元件，某些附图可能已经通过省略选择的元件进行了简化。在任何示例性实施方案中，除了在相应的文字说明书中明确描述之外，某些附图中元件的此类省略并不一定表示特定元件的存在或不存在。所有附图均未必按比例绘制。

图1为用于根据本公开的广义本构建模方法的计算机系统的方框图，所述计算机系统可至少部分地形成根据本公开的广义本构建模系统；

图2为流程图，其示出了根据本公开的广义本构建模方法中可包括的步骤；

图3A至C为流程图，它们示出了引导用户从根据本公开的广义本构模型中选择一个或多个行为并修改如此限定的模型的方法中可包括的动作；并且

图4为显示器的示意图，其示出了旨在与图3A至C的方法结合使用的工作表或模板。

发明详述

本公开详述了一种用于使用广义本构模型对材料进行建模的方法和系统。广义模型可包括多个行为，所述多个行为被组合而不考虑特定的待建模材料。广义模型也可包括多个耦合，所述耦合中的每一个均与所述多个行为中的至少一个行为相关联。如同所述多个行为一样，所述多个耦合被组合而不考虑待建模材料。因此，与上述的常规方法不同，本公开的系统和方法不使用包括根据特定的待建模材料所选择的行为和耦合的模型作为它们的起点。

本公开的方法和系统从限定广义本构模型的所述多个行为和多个耦合中选择适合于特定的待建模材料的那些行为和耦合。在某些实施方案中，所述选择可基于积累了关于所述选择的认识的数据库来进行。因此，对行为和耦合的选择可根据在建立类似材料的模型的过程中所确认的关系来执行。作为另外一种选择，对行为和耦合的选择可根据在测试相同或类似材料期间所确认的关系来执行。在某些实施方案中，所述选择可响应于接收自用户诸如分析或技术人员的输入来进行。用户输入可呈对关于待建模材料的多个问题的响应的形式。用户输入可用来选择模板，所述模板与例如某类材料相关联。