对于使用CAE进行仿真计算的的用户而言,材料的定义是一个细致且繁琐的过程,细致是因为材料参数对于仿真结果至关重要,需要确认每个参数的准确性;繁琐是当材料较多且含有多种属性时,定义和编辑属性的工作量较大。而采用脚本来定义材料是一个很好的方式。大型通用仿真CAE软件WELSIM可以通过自动化测试系统支持脚本定义材料,对于大量的材料集,可以通过XML脚本实现。
本文使用实例,演示在WELSIM下使用脚本建立大量材料数据的方法。
1. 通过GUI建立单个材料数据。(如果对XML语法熟悉,可以参考已有的XML测试文件,自行编写)。打开自动化测试的录制功能。
新建一个材料节点,设置节点名称为Mat001。打开材料编辑面板,按照步骤先后加入密度,各向同性弹性,双线性的各向同性硬化属性。这是弹塑性模型常用的材料属性。
输入相关参数。编辑操作完成后的材料属性显示如下:
2. 测试单个材料数据文件。
点击停止录制按钮,图形化操作宏命令录制完毕,脚本自动生成。使用文本编辑器打开录制好的XML文件,稍作修改,删除冗余的部分,即可得到单个材料的脚本。如下图所示,绿色方框部分是其他材料的修改部分,用于拓展得到其他材料。分别是材料节点在项目树窗口中的位置,材料名称,材料节点ID,和材料属性参数。
3. 复制粘贴单个材料,并做相应修改。
将上图中的文本进行复制粘贴,并修改绿色方框部分,即可得到一个新的材料。本文一共创建21个材料。材料属性的参数如下表所示,均采用双线性各项同性硬化塑性。
4. 完成脚本,运行并调试。
至此脚本编辑已经完成,可以运行并测试。运行完成后,可以直接进行接下来的仿真分析工作。也可以导出材料数据,在其他软件中打开。如下图所示WELSIM中导出的材料在MatEditor中打开。
总结
本例使用的脚本文件已经开源,并保存在WELSIM的公共测试库中,文件名称为06018_create_multiple_materials.xml。本例共创建21个材料数据集,每个材料的属性相似,只是具体数值不同。此外,也可以在脚本中添加不同的材料属性,支持更加多样性的材料集。
使用脚本创立材料集,可以有效的节约编辑时间,不易出错,同时易于维护,已经编辑好的脚本稍作修改即可用于其他材料集,可拓展性强。是快速建立和维护大量材料集的理想方式。
定义材料的脚本语言根据CAE软件会有所不同,本例使用XML,有些CAE软件可能会使用其他语言,如Python或Javascript等。