CN105718608A

CN105718608A - 塑性变形对象物的模拟装置及方法

Info

Publication number: CN105718608A
Application number: CN201410718102.7A
Authority: CN
Inventors: 田万秀; 李珉澈; 严在根
Original assignee: Mfrc Co Ltd
Current assignee: MFRC Co.,Ltd.
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2034-12-01
Also published as: CN105718608B

Abstract

本发明的模拟装置，包括：设置部，在模拟对象物上设置节点；及追踪部，沿正向或反向追踪上述节点生成上述对象物的流动状态图；从而可容易生成流动状态图。

Description

塑性变形对象物的模拟装置及方法

技术领域

本发明涉及用于生成塑性变形的对象物的流动状态图的模拟装置及方法。

背景技术

塑性加工是利用物体的塑性进行变形以此制造出各种形状的加工法。

塑性加工是将热或压力等外部能量施加于物体以使物体的应力状态达到适当的屈服标准作为前提。为通过塑性加工将物体加工成初始设计值，需创造出准确的加工环境，如选择适当的模具，决定加工所需能量等。

为创造这样的加工环境，可采用根据经验导出的方法，如准备各种模具，以不同方向向物体施加各种大小的能量。但是，这样的方式难以重新使用塑性加工的物体，因此，存在资源浪费多的问题。另外，直至创造适当的环境为止需要耗费很长的时间。

即使创造出可按设计值塑性加工对象物的加工环境，也难以了解在该加工环境中塑性加工成的物体的流动状态。

韩国公开专利公报第2006-0066642号公开一种可在内周设置厚板面的盖形状部件的成型方法，但为提出确认经塑性加工的物体的流动状态的方案。

先行技术文献

专利文献

韩国公开专利公报第2006-0066642号

发明内容

本发明提供用于生成塑性变形的对象物的流动状态图的模拟装置及方法。

本发明所要解决的技术问题不受上述技术课题的限制，而对于本领域技术人员而言，未被提及的其他技术课题可通过下面的内容将变得明了。

本发明的模拟装置，包括：设置部，在模拟对象物上设置节点(nodalpoints)；及追踪部，通过追踪上述节点生成上述对象物的流动状态图。

本发明的模拟装置包括从设置于对象物上的多个节点中提取选择节点，并利用上述选择节点生成上述对象物的流动状态图的追踪部，上述选择节点为上述多个节点中包含可导出选择值的第一坐标的节点，而上述流动状态图可通过上述第一坐标的插补生成。

本发明的模拟装置包括从设置于对象物上的多个节点中提取满足条件的多个选择节点，并利用根据上述选择条件生成的虚拟线或虚拟面生成上述对象物的流动状态图的追踪部，而上述追踪部必要时可重构解析网格或塑性流动线网格。

本发明的模拟装置，包括：设置部，将初始坐标记录为固定值，并将记录当前坐标的节点设置于模拟对象物上；及追踪部，从上述对象物提取包含在上述对象物变形之后可导出选择值的初始坐标的选择节点，并利用上述选择节点的当前坐标生成上述选择值的流动状态图；其中，上述追踪部可通过上述初始坐标的插补生成上述流动状态图。

本发明的模拟装置，包括：设置部，在模拟对象物上设置节点；及追踪部，利用以固定值包含作为在第一时间的上述节点的坐标信息的第一坐标的解析网格或塑性流动线网格生成流动状态图；而上述追踪部在进行包括上述解析网格或上述塑性流动线网格的重构(re-mash)在内的改善作业时，利用格子号或局部坐标值。

本发明的模拟装置可通过反向追踪可从解析结果获取并只记录有当前坐标的节点或以流动状态图为目的的网格中的节点预测初始的坐标值，从而生成当前的流动状态图。

本发明的模拟方法，包括：在模拟对象物上设置多个节点，并将上述各节点的坐标信息以固定值包含于解析网格或塑性流动线网格的步骤；及利用上述固定值生成上述对象物的流动状态图的步骤。

本发明的模拟方法，包括：在模拟对象物上设置多个节点，并将上述各节点的坐标信息以固定值包含于上述各节点的步骤；及当输入选择值时，通过分析上述各节点提取包含可导出上述选择值的坐标信息的选择节点的步骤。

根据本发明的模拟装置及方法，可容易取得可靠的流动状态图。

附图说明

图1为本发明的模拟装置框图；

图2为对象物的流动状态概略图；

图3为本发明的模拟装置所生成的流动状态图概略图；

图4为本发明的另一模拟装置所生成的流动线图概略图；

图5为本发明另一模拟装置所设置的节点信息概略图；

图6为生成第一坐标的第一时间概略图；

图7为本发明另一模拟装置所设置的节点概略图；

图8为本发明另一模拟装置所设置的初始流动线图概略图；

图9为本发明另一模拟装置所生成的流动状态图概略图；

图10为流动状态图概略图；

图11为表示本发明又一模拟装置的动作的概略图；

图12为本发明的模拟方法流程图；

图13为说明本发明的网格重构的示意图。

符号说明

110-设置部，130-追踪部，150-变形部，210-对象物。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的实施例进行详细说明。在此过程中，为了说明的便利性和明了性，附图所示的构件的大小或形状等有可能夸张表示。另外，考虑本发明的构成及作用特别定义的术语，有可能更具使用者、运营者的意图或惯例有所不同。这些术语的定义需基于本说明书的整体内容而定。

图1为本发明的模拟装置框图，而图2为对象物(210)的流动状态概略图。

如图1所示的模拟装置可包括设置部110、追踪部130中的至少一个。

为防止不必要的资源浪费，有必要模拟对象物210的塑性加工状态。通过模拟可自由变更压力等各种加工环境了解对象物210的塑性加工状态。

另外，可在模拟过程中了解对象物210的流动状态。

当对象物210的应力状态达到屈服标准，则在材料中发生塑性变形。这样的塑性变形的发生称作塑性流动(plasticflow)。在塑性理论中，塑性变形矢量的方向可通过利用塑性势能函数的流动法则定义。

塑性变形矢量的方向决定塑性加工成的对象物210的耐久性等产品的特性，因此，在塑型加工中是非常重要的因素。换言之，即使塑性加工相同对象物210生产相同形状的产品，若塑性变形矢量的方向不同，则在耐久性等方面存在差异。

在图2中，(a)为圆筒形对象物210，而(b)为(a)的对象物210被加压的状态。(c)为被加压状态的对象物210的侧部截面，而(d)为(c)的流动线图。

记载于本说明书的对象物210的流动状态可包括对象物210的塑性变形矢量的方向。因此，塑性变形矢量的方向被延长的(d)的流动线图可表示对象物210的流动状态。

如(d)的流动线图所示，虽然在对象物210的上部和下部同时施加压力，但对象物210的流动状态在作为对称的两个角落部位的和中有所不同。根据上述流动状态，将出现部位较之部位更快被损毁或相反的现象。决定被加工部位的耐久性等的流动状态的了解在模拟中是非常重要的因素。

对流动状态的了解可以是生成流动状态图。流动状态图可包括用线表示对象物210的流动状态的流动线图或用面表示对象物210的流动状态的流动面图。

追踪部130可生成流动状态图。其一例为，追踪部130可通过追踪设置于模拟对象物210上的节点生成对象物210的流动状态图。此时，对象物210的节点可以是通过设置部110设置的。

在对象物210上设置节点之后，可利用由各节点连接而成的具备特定大小的有限量的格子离散化作为连续体(continuum)的对象物210。

在通过变形部150模拟在所设定的加工环境中塑性加工成的对象物210的塑性变形时，直至变形部150的驱动结束为止，追踪部130持续监视各节点的位置变化，并在结束驱动的时间记录各节点，从而生成流动状态图。

图3为本发明的模拟装置所生成的流动状态图概略图。

图3的(a)表示由设置部110在对象物210上设置5个节点i的状态示意图。图3的(b)表示正在通过变形部150进行塑性加工的对象物210。变形部150模拟向图3的箭头方向施加的压力将(a)状态的对象物210变形为(c)状态的对象物210。

追踪部130从图3的(a)状态经过图3的(b)状态直至图3的(c)状态追踪因塑性加工位置发生变化的5个节点i的状态之后，在结束塑性加工的状态下表示各节点i。可将表示为图3的(c)的节点本身作为流动状态图。但因可读性差，如图3的(d)所示，可利用连接各节点i的虚拟线形成流动线图k。此时的流动线图k成为对象物210的流动状态图。流动线图k可表示图3(a)的流动线图j通过塑性加工变形的状态。若流动状态图的最终结果物为图3(d)的流动线图k，则也可视为追踪部130追踪流动线图j。

变形部150可利用通过设置部110所设置的对象物210的节点模拟对象物210的塑性加工。此时的模拟是通过数值解析方法计算各节点的变化，而这样的计算从图3的(a)重复至(b)。

另外，为获得可靠的流动状态图，用于追踪部130的节点可与用于变形部150的节点不同。即，可在一个对象物210中形成双重的节点，其中，通过设置部110所生成的节点可成为追踪部130的追踪对象。变形部150利用不属于追踪部130的追踪对象的节点对对象物210进行变形。用于变形部150的节点可通过设置部110设置或由变形部150自行设置。

为便于说明，图3中简化表示节点，但设置部110可设置很多数量的节点。

在对象物210中，设置有各节点的部位的特性等可作为特性信息包含于各节点。当进行塑性加工，设置有节点的相应部位的特性发生变化，因此，包含于各节点的特性信息可在模拟过程中随时发生变化。另外，在发生变化的过程中，经常发生初始设置的节点不适合的情况。此时，可重新设置对对象物210的节点。因重复上述特性信息的变化、节点的重新设置过程，因此，除初期选择的流动线图j之外，追踪部130难以持续追踪其他流动线图h。

因此，在通过变形部150进行模拟时，当通过追踪流动线图j获得流动线图k之后，再希望获得流动线图g，则在通过图3的(a)的流动线图h设置追踪部130的状态下，也需要重复图3的(a)到图3的(d)的过程。因此，希望获得各种流动线图需要耗费很多时间。

另外，因重复包含于节点的特性信息的变化、节点的重新设置过程中所发生的数学错误，还可以生成如图3的流动线图f的超出对象物210的外围线的流动线图。

作为上述问题的对策，可利用特性信息。

节点中可包含在对象物210中与节点所对应的部位具有的特性信息。特性信息信息可包括相应节点的坐标、相应对象物210的弹性特性、塑性特性、温度等。这样的特性信息在通过变形部150的塑性加工的模拟过程中可随时发生变化。

构成本发明的另一模拟装置的设置部110可在各节点的特性信息中以固定值包含作为第一时间的相应节点的坐标信息的第一坐标。

图4为本发明的另一模拟装置所生成的流动线图概略图，而图5为本发明另一模拟装置所设置的节点信息概略图。图6为生成第一坐标的第一时间概略图。

为便于说明，在图4中设置了8个节点①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧等，但除此之外，还可以存在无数的节点。

在图4中，对于各节点设置部110可以固定值包括如下第一时间t₁的第一坐标。

节点①：节点①的第一坐标(x₂，y₁，z₁)

节点②：节点②的第一坐标(x₂，y₁，z₂)

节点③：节点③的第一坐标(x₂，y₁，z₃)

节点④：节点④的第一坐标(x₂，y₁，z₄)

节点⑤：节点⑤的第一坐标(x₂，y₁，z₅)

节点⑥：节点⑥的第一坐标(x₁，y₁，z₅)

节点⑦：节点⑦的第一坐标(x₃，y₁，z₅)

节点⑧：节点⑧的第一坐标(x₄，y₁，z₅)

在各节点①至⑧中可包含如图5所示的坐标信息、包含第一坐标的特性信息。其一例为，节点①中包含作为表示节点①的坐标信息的(x₂，y₁，z₁)，而作为节点①的特性信息可包含第一坐标(x₂，y₁，z₁)、压力P₁、温度T₁等。

因第一坐标为第一时间t₁的各节点的坐标信息，因此，在第一时间t₁中，包含于各节点的坐标信息和特性信息的第一坐标可具有相同的值。第一坐标是不受时间影响的固定值，例如，如图5所示，在t₂时间中，即使节点①的坐标信息变更为(x_a，y_b，z_c)，节点①的第一坐标(x₂，y₁，z₁)可保持原来的值。

第一坐标可以是节点的初始坐标。因此，第一时间可以是变形部150的驱动前或驱动开始时间。当然，第一时间也可以变形部150的驱动中的一个时间。

另外，各节点中可包含多个第一坐标。此时，各第一坐标的第一时间，可如图6所示的t_1a、t_1b、t_1c、t_1d、t_1e，可以是不同的时间。在图6的情况下，因第一时间为共存在5个，各节点中可包含5个第一坐标。

在第二时间，通过追踪部130所生成的流动状态图表示第二时间2以前的第一时间的对象物210在第二时间变形成什么，因此，当第二时间设置成多个时，例如可获得从t_1a至第二时间的流动状态图、从t_1b至第二时间的流动状态图、从t_1c至第二时间的流动状态图、从_1d至第二时间的流动状态图、从t_1e至第二时间的流动状态图等。

在设置部110中对对象物210设置多个节点并在各节点包含第一坐标值的情况下，在第二时间，追踪部130可提取包含从多个节点中选择的第一坐标的选择节点。追踪部130可通过连接所提取的选择节点生成流动状态图。

选择节点可以是多个节点中包含与选择值或选择标准匹配的第一坐标的节点。选择值或选择标准可任意设置。例如，当选择值为(x₂，y₁，？)时，追踪部130在图4的第一时间t₁之后的第二时间t₂可分析包含于对象物210的所有节点。在此，“？”可指未知值或所有值。

追踪部130比较包含于各节点的坐标值和选择值(x₂，y₁，？)并提取具有与选择值匹配的第一坐标(x₂，y₁，z₁)的节点①、具有(x₂，y₁，z₂)的节点②、具有(x₂，y₁，z₃)的节点③、具有节点(x₂，y₁，z₄)的节点④、具有(x₂，y₁，z₅)节点⑤作为选择节点。追踪部130可利用这样提取的5个选择节点①、②、③、④、⑤生成流动状态图。例如，追踪部130可利用按赋予自由度的坐标z的大小顺序连接选择节点①、②、③、④、⑤的虚拟线或虚拟面生成流动状态图k。此时的虚拟线或虚拟面可形成于对象物210的外围线内。

另一例有，当选择值为(？，y₁，z₅)时，追踪部130比较包含于各节点的坐标值和选择值(x₂，y₁，？)并提取具有与选择值匹配的第一坐标(x₁，y₁，z₅)的节点⑥、具有(x₂，y₁，z₅)的节点⑤、具有(x₃，y₁，z₅)的节点⑦、具有(x₄，y₁，z₅)的节点⑧作为选择节点。追踪部130可利用这样提取的4个选择节点⑥、⑤、⑦、⑧生成流动状态图g。

根据上述结构，追踪部130在变形部150的驱动过程中，即在塑性变形过程中无需追踪各节点。即，追踪部130无需在对象物210的变形过程中驱动，也可在对象物210的变形结束之后驱动。从另一观点也可视为追踪部130在第一时间之后的第二时间被驱动。另外，追踪部130分析包含于第二时间的对象物210的所有节点并提取与选择值或选择条件匹配的选择节点即可。可根据情况在追踪部130包括用于生成连接选择节点的虚拟线或虚拟面的功能。

这样可简化追踪部130的结构，大幅减少追踪部130的负荷。另外，可获得准确的流动状态图。

另外，无需重启变形部，只通过分析结束变形的对象物的节点，即可获得满足各种选择值或选择条件(请参考图8、图9)的各种流动状态图。

第二时间的对象物210不需要一定通过变形部150变形，但根据流动状态图的目的，较佳为通过变形部150进行变形之后的对象物210。

下面，结合接近实际的附图对本发明的模拟装置进行说明。

图7为本发明另一模拟装置所设置的节点概略图。图8为本发明另一模拟装置所设置的初始流动线图概略图

图7表示以解析塑性加工工艺为目的的初始网格(下称“解析网格”)。设置部110在构成解析网格的节点i中包含初始坐标(xi，yi，zi)。当x坐标、y坐标、z坐标中的一个坐标值画出一条等高线，则即可获得如图8所示的等高线，即初始的塑性流动线图(流动状态图)。此时，初始的塑性流动线图可属于上述选择值或选择条件。

若画出两个坐标值相同的线，则成为三维空间上的塑性流动线(虚拟线)，而若画出具有相同坐标值的面，即等高面，则成为三维塑性流动面(虚拟面)。另外，如图9所示，可在任意截面画出等高线获得所需塑性流动线图。可供参考的是，可以r坐标、θ坐标、z坐标(x＝rcosθ，y＝rsinθ，z＝z)为准画出塑性流动线图，而等高线的数量可任意改变。

不仅如此，以设置于初始的平面或曲面上的点为中心的圆或曲线的变形过程也可通过相同的方法进行追踪。

等高线可用作不仅包括连接面上的线段的直线及曲线，还可包括平面上的圆等闭合曲线的意思。

在下面的内容中，等高线用作包括三维等高线和等高面的意思。

另外，上述内容中以设置部110中设置的节点满足选择值或选择条件为例进行了说明，但实际情况可能与此不相同。

例如，在图4的实施例中，选择值为(x₂，y₁，？)并存在满足上述选择值且具有第一坐标(x₂，y₁，z₁)的节点①、具有(x₂，y₁，z₂)的节点②、具有(x₂，y₁，z₃)的节点③、具有(x₂，y₁，z₄)的节点④、具有(x₂，y₁，z₅)的节点⑤。但是，设置部110中设置的节点的坐标有可能不满足(x₂，y₁，？)。

为应对这样节点不满足选择值或选择条件的情况，节点中可包括作为第一时间的节点的坐标信息的第一坐标及作为第二时间的节点的坐标信息的第二坐标。其形状如图5所示。第一坐标为且可以是初始坐标，而第二坐标为且可以是当前坐标。

图11为表示本发明又一模拟装置的动作的概略图。

图11表示图11(a)所示的原对象物210被加压装置10加压变形为图11(b)的状态。图11(c)表示设置于原对象物(210)中的节点中的一部分，而图11(d)表示图11(c)的节点通过变形位置发生变化的状态。通过加压装置10的加压可在变形部150中模拟。

例如，假设在完成通过变形部150的模拟的状态下，使用者想了解原对象物210的目标节点x1、x2、x3发生何种变形的情况为便于说明，下面以x轴坐标为主进行说明。

利用本发明的追踪部130，通过分析完成如图11(b)的对对象物210的模拟的对象物210的节点获得x1、x2、x3的变形图，即流动状态图。

假设x1、x2、x3的x轴坐标在图11(a)的状态下具有相同的值65。

因包含于各节点的第一坐标为对象物210变形前所赋予的，因此，追踪部130可分析设置于对象物210的节点的第一坐标并搜索第一坐标的x轴坐标为65的节点。若搜索结果搜索到第一坐标的x轴坐标为65的节点，则以相应节点为选择节点如上生成流动状态图。

但是，搜索结果有可能搜索不到第一坐标的x轴坐标为65的节点。

此时，追踪部130可在多个节点中提取具备可导出第一时间的目标节点x1、x2、x3的第一坐标的的节点作为选择节点。

例如，在图11中，在使用者作为选择值或选择条件选择目标节点x1、x2、x3，而在对象物210中不存在满足相应目标节点的节点时，提取部130可提取可导出目标节点P1、P2、P3、P4作为选择节点。

此时，利用选择节点导出目标节点的方案可能有多种。

其一例为，假设选择节点P1、P2、P3、P4的坐标为下表1所示的情况。P1-state(a)-2nd的坐标表示为60，30，其中30为y轴坐标，而为便于说明，去除y轴坐标进行说明。

【表1】

state(a)发生图11(a)的变形之前的状态。此时，各选择节点的第一坐标和第二坐标有可能相同。

state(b)是发生图11(a)的变形之后的状态。此时，各选择节点的第二坐标相当于当前坐标，因此，其值将发生变化。但因第一坐标为固定值，因此，保持与state(a)相同的值。

在此状态下，追踪部130可利用state(b)的第一坐标、第二坐标即可生成流动状态图。

使用者作为选择值选择的目标节点x1、x2、x3是以变形前的对象物为进行设置的。因此，目标节点x1、x2、x3需利用变形前的坐标导出，而state(b)的节点的第一坐标可用作变形前的坐标。

追踪部130可选择第一坐标位于穿过目标节点x1的虚拟直线L1上的两个节点P1、P4作为选择节点。另外，可选择第一坐标位于穿过目标节点x2的虚拟直线L2上的两个节点作为选择节点。此时，两个节点中的一个可以是上述P1、P4中的一个。因此，对于目标节点x2，提取P1、P3作为选择节点。另外，可选择第一坐标位于穿过目标节点x3的虚拟直线L2上的两个节点P2、P3作为选择节点。

最终，追踪部130可为导出目标节点x1、x2、x3提取选择节点P1、P2、P3、P4。

当L1＝P1P4、L2＝P1P3、L3＝P2P3时，追踪部130可通过分析各选择节点或各直线获知节点x1位于L1的0.25位置，x2位于L2的0.5位置，及x3位于L的0.75位置。

之后，追踪部130利用选择节点P1、P2、P3、P4的第二坐标获取在第二时间位置发生变化的目标节点x1、x2、x3

因第二时间是变形结束的时间，对象物210变形之后的目标节点x1、x2、x3的坐标可从state(b)的节点的第二坐标获得。

例如，在从state(a)变形为state(b)时，当假设x1坐标的变化量为w，则state(b)的x1坐标可通过在state(a)的x1坐标加上变化量w来获得。

变化量w可利用各选择节点的第二坐标和上面计算出的比率0.25、0.5、0.75算出。这样算出的state(b)的目标节点的坐标如表2所示。

【表2】

	state(a)	state(b)
			x1	65	65+(100-65)*0.25＝81.25
x2	65	65+(90-65)*0.5＝77.5
			x3	65	60+(100-60)*0.75＝90

追踪部130通过用线连接这样导出的state(b)的目标节点x1、x2、x3生成流动线图。

图11的实施例整理如下，即在本发明的模拟装置中，用于流动状态图的生成的选择节点可包含可导出选择值的第一坐标。此时，模拟装置可利用连接选择值的虚拟线或虚拟面形成流动状态图。

图12为本发明的模拟方法流程图。

首先，在模拟对象物210多个节点，并将各节点的坐标信息以固定值包含于各节点(S510)。而作为在设置部110完成的动作，设置部110可设置与用于变形部150的节点不同的用于追踪部130的节点。此时，在设置部110中设置的节点中可以固定值包含第一时间的节点的坐标信息。

当输入选择值或选择条件，则可通过分析各节点提取具有与选择值或选择条件匹配的坐标信息的选择节点(S520)。如图11的实施例，可选择具有可导出选择值或选择条件的坐标信息的节点作为选择节点。作为在追踪部130完成的动作，可利用选择节点生成流动状态图。

其一例为，可利用连接选择节点或选择值的虚拟线或虚拟面生成塑性流动线图或塑性流动面图(S530)。

若在维持节点初始坐标的初始值的状态下，将各坐标作为如有效变形率的状态变量应用于数值解析，则不受网格重新设置(节点的重新设置)的影响并追踪塑性流动线图。当然，因节点的初始坐标不便，因此，在未实施网格重构的解析步骤中，不需要节点的初始坐标的变更及计算。

但是，在实施了网格重构的解析步骤中，需要进行对新节点的节点初始坐标的映射(mapping)。该作业与如有效变形率的状态变量的映射相同，从而可忽略计算时间，而且，在计算的效率性方面也比较有利。无需使用者进行另外的输入作业，最终也可以从任意一面观察塑性流动线图，从而也可保证使用者便利性和普遍性。而且，在进行2D/3D关联解析时也无需复杂的相关信息的输入。

上述说明的方法也可应用在用于追踪解析网格或塑性流动新追踪的各网格(下称“塑性流动线网格”)。即利用插补的流动状态图生成方法可在解析网格进行计算或在塑性流动线网格进行计算。

另外，在同时利用解析网格和塑性流动线网格时，分开使用解析网格和塑性流动线网格(即使用两个网格)，而两个网格具有相互补充功能。在解析过程中，模拟装置可同时保存解析网格的节点的初始坐标和塑性流动线网格的初始位置坐标。追踪部130将保存解析网格的初始坐标或塑性流动线网格的初始位置坐标。

解析网格或塑性流动线网格在每个解析步骤得到改善或每次必要时得到改善。对解析网格的初始位置坐标只在保存解析结果时从最新塑性流动线网格获得并进行保存。与此相反，对塑性流动线网格的初始位置坐标也可从解析网格获得并进行保存。

包括解析网格或塑性流动网格的重构(re-mash)的改善作业，可利用格子号或局部坐标值大幅降低计算负荷。即，为最大限度地减少计算时间，解析网格或塑性流动线网格的追踪可在解析结果的保存或输出之前和网格重构的前后实施。

在追踪过程中，若解析网格或塑性流动线网格的品质降到一定水平以下，则有可能需要该解析网格或塑性流动线网格的重构。此时，重构解析网格或塑性流动线网格，而新网格中的节点初始坐标值可利用旧网格的信息算出。

具体而言，在通过网格重构拟定的当前的解析网格或塑性流动线网格中，可设置有与旧网格不同的节点。此时，新设置的当前的节点处置坐标值可以是未知的。

图13为用于说明重构的网格的初始坐标值设置的概念图。

下面，为便于说明，网格可包括解析网格或塑性流动线网格中的至少一个。

可在旧网格(old)中定义有节点1、2、3、4的状态下重构网格。因此，可在当前的网格(new)定义新节点5、6、7、8。但是，在节点1、2、3、4的情况下被赋予了初始坐标值，但在新节点5、6、7、8中，可以是未赋予old时间的初始坐标值的状态。

为求得定义在当前网格(new)的节点5、6、7、8中的初始坐标值，追踪部可计算相应节点5、6、7、8属于旧网格(old)的第几个格子。即，计算格子号。

其一例为，追踪部可通过将节点5映射于旧网格(old)获知节点5映射于由节点1、2、3、4构成的矩形格子中。此时，在由1、2、3、4所形成的矩形格子中，可由设置部或追踪部赋予表示属于第几个格子的格子号。因此，其一例为，节点5可定义为属于对应于格子号1的第一个格子。

如上所述，计算当前的相应节点5属于第一格子之后，利用局部坐标计算旧网格状态的节点5的坐标，即节点5的初始坐标。局部坐标可以指从定义在相应格子号内的坐标系算出的相应节点的位置坐标。

其一例为，如图13所示，在第一个格子中，以节点3为准沿x轴移动x1，沿y轴移动y1的局部位置可定义为节点5的初始位置。

若节点3的初始位置为(x3，y3)，则节点5的初始位置为(x3+x1，y3+y1)。

总而言之，追踪部通过计算关于属于第一个格子的格子号和该格子中的局部坐标，以插补计算出已设置于节点5的节点的初始坐标值。

另外，在重构网格时，有可能发生数值平滑(numericalsmoothing)。为解决上述问题，在继续使用上述基本方法的同时，可追加采用其它的方法。

即有可能因发生初始坐标值的数值平滑(numericalsmoothing)而给结果的准确度带来大的影响，可考虑塑性流动线图(断流线，metalflowline)的曲率赋予格子密度。

与上述说明的正向初始坐标值追踪方法不同，从解析结果获得且只记录有当前的坐标的节点或流动状态，也通过反向追踪目的网格的节点初始坐标值预测初始的坐标值，以相同的方法生成当前的流动状态图。

在反向的情况下，可在结束解析之后预测的接卸网格或塑性流动线网格的节点中赋予初始位置。

最终，塑性流动线可利用保存于解析网格的节点的初始节点值通过各种方式实现可视化。

图10为流动状态图概略图。

如图所示，不仅可在整体表面可视化塑性流动线图，而且，也可在截面追踪塑性流动线图。通过上述方法可一并解决现有方法中存在的准确性不高，计算时间长，缺乏普遍性等问题。另外，在现有的节点追踪方法中发生等高线位于所在区域外面的情况，但在新方法中不存在这样的问题。

上述实施例仅用以说明本发明而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换。而在不脱离本发明的精神和范围内，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种模拟装置，包括：

设置部，在模拟对象物上设置节点；及

追踪部，通过追踪上述节点生成上述对象物的流动状态图。

2.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于：上述节点中包含在上述对象物中与上述节点所对应的部位具有的特性信息，而在上述特性信息以固定值包含作为第一时间的上述节点的坐标信息的第一坐标。

3.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于：在上述节点包含作为第二时间的上述节点的坐标信息的第二坐标，而上述第二时间为当前时间。

4.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于：上述节点中包含多个第一坐标，而上述各第一坐标的第一时间各不相同。

5.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于：上述节点中以固定值包含上述节点的第一坐标，上述节点设置多个，而上述追踪部在第二时间提取从上述多个节点选择的包含第一坐标的选择节点，并通过连接上述选择节点生成上述流动状态图。

6.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于：上述节点中包含作为上述第一时间的上述节点的坐标信息的第一坐标及作为第二时间的上述节点的坐标信息的第二坐标，而上述追踪部在多个上述节点中提取具有可导出上述第一时间的目标节点的上述第一坐标的选择节点，并利用上述选择节点的上述第二坐标获得在上述第二时间位置发生变化的上述目标节点。

7.一种模拟装置，包括从设置于对象物上的多个节点中提取选择节点，并利用上述选择节点生成上述对象物的流动状态图的追踪部，上述选择节点为上述多个节点中包含可导出选择值的第一坐标的节点，而上述流动状态图可通过上述第一坐标的插补生成。

8.根据权利要求7所述的模拟装置，其特征在于：上述追踪部在进行包括解析网格或塑性流动网格的重构在内的改善作业时，利用格子号或局部坐标值。

9.根据权利要求7所述的模拟装置，其特征在于：上述第一坐标为包含于上述节点的固定值，是第一时间的上述节点的坐标信息，而上述追踪部在上述第一时间之后的第二时间被驱动。

10.根据权利要求7所述的模拟装置，其特征在于：上述追踪部生成用于连接上述选择值的虚拟线或虚拟面，而上述虚拟线或上述虚拟面形成上述流动状态图。

11.根据权利要求10所述的模拟装置，其特征在于：上述虚拟线或虚拟面形成于上述对象物的外围线内。

12.一种模拟装置，包括从设置于对象物上的多个节点中提取满足条件的多个选择节点，并利用根据上述选择条件生成的虚拟线或虚拟面生成上述对象物的流动状态图的追踪部，而上述追踪部必要时可重构解析网格或塑性流动线网格。

13.一种模拟装置，包括：

设置部，将初始坐标记录为固定值，并将记录当前坐标的节点设置于模拟对象物上；及

追踪部，从上述对象物提取包含在上述对象物变形之后可导出选择值的初始坐标的选择节点，并利用上述选择节点的当前坐标生成上述选择值的流动状态图；

其中，上述追踪部可通过上述初始坐标的插补生成上述流动状态图。

14.根据权利要求13所述的模拟装置，其特征在于：上述初始坐标为第一时间的上述节点的坐标信息，而上述当前坐标为第二时间的上述节点的坐标信息，而上述追踪部在上述第一时间之后的上述第二时间通过分析包含于上述对象物的所有节点提取上述选择节点。

15.根据权利要求13所述的模拟装置，其特征在于：在上述设置部所设置的上述节点，与用在用于变形上述对象物的节点不同。

16.一种模拟装置，包括：

设置部，在模拟对象物上设置节点；及

追踪部，利用以固定值包含作为在第一时间的上述节点的坐标信息的第一坐标的解析网格或塑性流动线网格生成流动状态图；

而上述追踪部在进行包括上述解析网格或上述塑性流动线网格的重构(re-mash)在内的改善作业时，利用格子号或局部坐标值。

17.一种模拟方法，包括：

在任意的解析步骤或任意的解析时间，在模拟对象物上设置多个节点，并将上述各节点的坐标信息以固定值包含于上述各节点的步骤；及

利用上述固定值生成上述对象物的流动状态图的步骤。