[发明专利]膜基系统屈曲模拟的方法、设备、计算机设备和存储介质

权利要求书

1.一种膜基系统屈曲模拟的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取薄膜屈曲的初始速度、初始特征矩阵和初始位移，根据所述初始特征矩阵和所述初始位移得到初始加速度，根据所述薄膜屈曲的时间步长，得到积分常数；

根据初始刚度特征矩阵和所述积分常数，得到t时刻的等效刚度矩阵，根据初始等效力特征矩阵、所述初始速度、所述积分常数和所述初始加速度得到t时刻的等效力向量；

根据所述t时刻的等效刚度矩阵和所述t时刻的等效力向量，得到所述薄膜t时刻的位移增量，根据所述初始位移和所述t时刻的位移增量得到所述t时刻的位移，根据所述t时刻的位移增量、所述初始速度和所述初始加速度得到t时刻的加速度，根据所述初始速度、所述初始加速度和所述t时刻的加速度得到t时刻的速度。

2.根据权利要求1所述的膜基系统屈曲模拟的方法，其特征在于，在所述得到t时刻的位移，得到t时刻的加速度和得到t时刻的速度之后，所述方法还包括：

根据所述时间步长、所述t时刻的位移、所述t时刻的加速度和所述t时刻的速度，得到t+△t时刻的位移、t+△t时刻的加速度和t+△t时刻的速度，其中，△t为时间步长；

在所述时间步长累积的时间段大于预设时间段的情况下，停止所述膜基系统屈曲的模拟。

3.根据权利要求2所述的膜基系统屈曲模拟的方法，其特征在于，所述根据所述时间步长、所述t时刻的位移、所述t时刻的加速度和所述t时刻的速度，得到t+△t时刻的位移、t+△t时刻的加速度和t+△t时刻的速度包括：

根据移动最小二乘MLS差值形函数对所述t时刻的位移增量、所述t时刻的速度进行近似，得到近似位移增量和近似速度，其中，所述MLS差值形函数的边界条件为增量变分方程；

根据所述近似位移增量得到近似位移，根据所述时间步长、所述近似位移、所述t时刻的加速度和所述近似速度，得到t+△t时刻的位移、t+△t时刻的加速度和t+△t时刻的速度。

4.根据权利要求3所述的膜基系统屈曲模拟的方法，其特征在于，所述MLS差值形函数的边界条件为增量变分方程包括：

所述增量变分方程根据罚函数法得到。

5.根据权利要求1所述的膜基系统屈曲模拟的方法，其特征在于，在所述获取薄膜屈曲的初始速度、初始特征矩阵和初始位移之前，所述方法包括：

在所述薄膜单轴屈曲模态为余弦曲线的情况下，在拖带坐标系中获取所述薄膜的轴向位移和挠度，其中，所述挠度根据所述薄膜屈曲的振幅和波数得到；

根据所述轴向位移和所述薄膜屈曲的平均整旋角获取所述薄膜的应变张量，通过所述平均整旋角获取所述薄膜的转动张量，其中，所述平均整旋角由所述轴向位移在所述拖带坐标系中的第二分量得到。

6.根据权利要求5所述的膜基系统屈曲模拟的方法，其特征在于，所述获取所述薄膜的挠度包括：

根据所述振幅、所述薄膜屈曲的波长和几何特征，得到所述薄膜的弯曲能量；

根据所述薄膜的面内应变和所述几何特征，得到所述薄膜的薄膜能量，其中，所述面内应变根据所述应变张量和预施加应变得到；

根据所述弯曲能量和所述薄膜能量，得到所述振幅和所述波长，根据所述振幅和所述波长得到所述挠度。

7.一种膜基系统屈曲模拟的设备，其特征在于，所述设备包括初始模块、等效模块和动力学计算模块：

所述初始模块，用于获取薄膜屈曲的初始速度、初始特征矩阵和初始位移，根据所述初始特征矩阵和所述初始位移得到初始加速度，根据所述薄膜屈曲的时间步长，得到积分常数；

所述等效模块，用于根据初始刚度特征矩阵和所述积分常数，得到t时刻的等效刚度矩阵，根据初始等效力特征矩阵、所述初始速度、所述积分常数和所述初始加速度得到t时刻的等效力向量；

所述动力学计算模块，用于根据所述t时刻的等效刚度矩阵和所述t时刻的等效力向量，得到所述薄膜t时刻的位移增量，根据所述初始位移和所述t时刻的位移增量得到所述t时刻的位移，根据所述t时刻的位移增量、所述初始速度和所述初始加速度得到t时刻的加速度，根据所述初始速度、所述初始加速度和所述t时刻的加速度得到t时刻的速度。