[發明專利]有限元模擬方法及系統、計算機設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202010192761.7
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN113496093A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 羅小帆;趙則昂
• 申請（專利權）人: 蘇州奇流信息科技有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;B29C64/386;B33Y50/00;G06F113/10
• 代理公司: 上海巔石知識產權代理事務所(普通合伙) 31309
• 代理人: 王再朝;高磊

1.一種物件三維模型的有限元模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：

讀取所述物件三維模型的G-Code數據及設置的打印信息，所述打印信息包括打印材料的屬性信息；

依據預設的時間步離散所述G-Code數據中的打印路徑，獲得每一時間步的起點及終點的位置信息；

依據所述打印路徑的打印時間序列確定每一時間步需要激活的基本單元，所述基本單元是基于所述物件三維模型預設的；

依據所述打印路徑的打印時間序列及確定的時間步依序激活所述物件三維模型中的基本單元；

利用預設的模型對所述物件三維模型中被激活的各基本單元進行耦合模擬計算，以獲得描述所述物件三維模型在打印過程中所述打印材料隨時間變化的動態溫度場分布和/或動態殘余應力場分布的模擬結果。

2.根據權利要求1所述的有限元模擬方法，其特征在于，所述G-Code數據包括打印頭的打印路徑、打印頭的移動速度、打印材料輸出速度、打印材料加熱溫度、打印設備的構件板加熱溫度中的一種或多種信息。

3.根據權利要求1所述的有限元模擬方法，其特征在于，所述打印信息還包括設備參數信息，所述設備參數信息包括：打印基板溫度、打印腔室溫度、擠出頭直徑、擠出頭溫度、絲材最高加熱溫度。

4.根據權利要求1所述的有限元模擬方法，其特征在于，所述打印材料的屬性信息包括絲材類型、絲材直徑、及絲材截面形狀中的一種或多種信息。

5.根據權利要求1所述的有限元模擬方法，其特征在于，所述依據預設的時間步離散所述G-Code數據中的打印路徑，獲得每一時間步的起點及終點的位置信息的步驟包括：

為所述G-Code數據中的打印路徑建立坐標系；

自所述G-Code數據中獲取所述打印路徑的打印順序及打印速度，以獲得所述打印路徑的打印時間序列；

依據預設的時間步將所述打印路徑進行網格劃分，以離散為多個分段，以使各該分段對應其預設的時間步；

記錄每一時間步的起點坐標和終點坐標。

6.根據權利要求1所述的有限元模擬方法，其特征在于，所述的依據所述打印路徑的打印時間序列確定每一時間步需要激活的基本單元的步驟中，所述基本單元為桿單元。

7.根據權利要求6所述的有限元模擬方法，其特征在于，還包括：依據所述物件三維模型中的當前打印層與上一打印層之間的相對位置，在所述當前打印層的桿單元與對應的上一打印層的桿單元之間建立傳熱接觸和/或力學接觸的步驟。

8.根據權利要求7所述的有限元模擬方法，其特征在于，所述建立傳熱接觸和/或力學接觸的步驟為在所述物件三維模型中的當前打印層的桿單元與對應的上一打印層的桿單元之間建立層間粘合。

9.根據權利要求1所述的有限元模擬方法，其特征在于，所述依據所述打印路徑的打印時間序列確定每一時間步需要激活的基本單元的步驟中，所述基本單元為六面體單元。

10.根據權利要求9所述的有限元模擬方法，其特征在于，所述依據所述打印路徑的打印時間序列確定每一時間步需要激活的基本單元的步驟包括：

依據預設的基本單元以及所述物件三維模型的輪廓建立一模擬域；

在所述模擬域中，依據所述打印路徑的打印時間序列確定每一時間步需要激活的基本單元。

11.根據權利要求10所述的有限元模擬方法，其特征在于，還包括在所述模擬域中依據所述打印材料的屬性信息沿所述打印路徑建立包絡范圍的步驟。

12.根據權利要求11所述的有限元模擬方法，其特征在于，所述確定每一時間步需要激活的基本單元的步驟中還包括設置判斷條件的步驟：判斷所述基本單元是否處于所述包絡范圍內，若處于以包絡范圍內，則激活該單元；若未處于所述包絡范圍內，則不激活該單元。