[发明专利]仿真工具

权利要求书

1.一种用于仿真针对材料的应变诱发正交各向异性的、存储在非暂时性介质上并由处理器执行的方法，所述方法包括：

计算仿真材料的三(3)个主应变方向；

计算针对所述仿真材料的三(3)个畸变应变；

计算针对所述仿真材料的三(3)个膨胀应变；

计算针对所述仿真材料的自由能，计算的自由能是根据所述仿真材料的计算的所述三个主方向、所述三个畸变应变和所述三个膨胀应变来计算的；以及

经由所述计算的自由能来计算基于针对所述仿真材料的所述计算的自由能的针对所述仿真材料的应力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，膨胀能根据以下等式从大应变的角度来定义：

，其中z是膨胀函数，并且ε是在所述主应变方向上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据以下等式将针对面的所述畸变应变定义为所述仿真材料的拉伸比的对数：

，其中等于在小应变下的纯剪切，和是在主方向上的真实应变，和是沿着所述仿真材料在垂直方向上的拉伸；以及

根据以下等式将针对剩余面的所述畸变应变定义为所述仿真材料的拉伸比的对数：

，其中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算的应力根据以下等式在主正交各向异性方向上计算：

。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括利用与广义麦克斯韦模型并行的交联网络计算熵弹性，麦克斯韦元件包括将能量存储为容积比吉布斯自由能的非线性弹簧，其中应力根据以下等式导出：

。

6.一种用于仿真针对正交各向异性复合材料的应力和应变的、存储在非暂时性介质上并由处理器执行的方法，所述方法包括：

计算针对仿真正交各向异性复合材料的六(6)个畸变应变；

计算针对所述仿真正交各向异性复合材料的三(3)个膨胀应变；

计算针对所述仿真正交各向异性复合材料的自由能，计算的膨胀能是根据所述六个畸变应变和所述三个膨胀应变来计算的；以及

经由所述计算的自由能来计算基于针对所述正交各向异性材料的所述计算的膨胀能的针对所述仿真正交各向异性复合材料的应力。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述膨胀能根据以下等式从大应变的角度来定义：

，其中ε是在正交各向异性的所述主方向上的应变，κ是体积模量，并且所述z函数组合成对自由能的膨胀贡献。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述畸变应变由导致应力张量计算中的双曲正割函数的角度定义。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括根据以下等式将所述畸变应变定义为所述仿真材料的拉伸比的对数：

，其中等于在小应变下的纯剪切，和是在主方向上的真实应变，和是沿着所述仿真材料在垂直方向上的拉伸；以及

根据以下等式将针对所述剩余面的所述畸变应变定义为所述仿真材料的拉伸比的对数：

，其中。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括利用与广义麦克斯韦模型并行的交联网络计算熵弹性，所述麦克斯韦元件包括将能量存储为容积比吉布斯自由能的非线性弹簧，其中应力根据以下等式导出：

。

11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算的应力根据以下等式在主正交各向异性方向上计算：

。