[发明专利]有限元模拟方法及系统、计算机设备及存储介质

权利要求书

1.一种物件三维模型的有限元模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

读取所述物件三维模型的G-Code数据及设置的打印信息，所述打印信息包括打印材料的属性信息；

依据预设的时间步离散所述G-Code数据中的打印路径，获得每一时间步的起点及终点的位置信息；

依据所述打印路径的打印时间序列确定每一时间步需要激活的基本单元，所述基本单元是基于所述物件三维模型预设的；

依据所述打印路径的打印时间序列及确定的时间步依序激活所述物件三维模型中的基本单元；

利用预设的模型对所述物件三维模型中被激活的各基本单元进行耦合模拟计算，以获得描述所述物件三维模型在打印过程中所述打印材料随时间变化的动态温度场分布和/或动态残余应力场分布的模拟结果。

2.根据权利要求1所述的有限元模拟方法，其特征在于，所述G-Code数据包括打印头的打印路径、打印头的移动速度、打印材料输出速度、打印材料加热温度、打印设备的构件板加热温度中的一种或多种信息。

3.根据权利要求1所述的有限元模拟方法，其特征在于，所述打印信息还包括设备参数信息，所述设备参数信息包括：打印基板温度、打印腔室温度、挤出头直径、挤出头温度、丝材最高加热温度。

4.根据权利要求1所述的有限元模拟方法，其特征在于，所述打印材料的属性信息包括丝材类型、丝材直径、及丝材截面形状中的一种或多种信息。

5.根据权利要求1所述的有限元模拟方法，其特征在于，所述依据预设的时间步离散所述G-Code数据中的打印路径，获得每一时间步的起点及终点的位置信息的步骤包括：

为所述G-Code数据中的打印路径建立坐标系；

自所述G-Code数据中获取所述打印路径的打印顺序及打印速度，以获得所述打印路径的打印时间序列；

依据预设的时间步将所述打印路径进行网格划分，以离散为多个分段，以使各该分段对应其预设的时间步；

记录每一时间步的起点坐标和终点坐标。

6.根据权利要求1所述的有限元模拟方法，其特征在于，所述的依据所述打印路径的打印时间序列确定每一时间步需要激活的基本单元的步骤中，所述基本单元为杆单元。

7.根据权利要求6所述的有限元模拟方法，其特征在于，还包括：依据所述物件三维模型中的当前打印层与上一打印层之间的相对位置，在所述当前打印层的杆单元与对应的上一打印层的杆单元之间建立传热接触和/或力学接触的步骤。

8.根据权利要求7所述的有限元模拟方法，其特征在于，所述建立传热接触和/或力学接触的步骤为在所述物件三维模型中的当前打印层的杆单元与对应的上一打印层的杆单元之间建立层间粘合。

9.根据权利要求1所述的有限元模拟方法，其特征在于，所述依据所述打印路径的打印时间序列确定每一时间步需要激活的基本单元的步骤中，所述基本单元为六面体单元。

10.根据权利要求9所述的有限元模拟方法，其特征在于，所述依据所述打印路径的打印时间序列确定每一时间步需要激活的基本单元的步骤包括：

依据预设的基本单元以及所述物件三维模型的轮廓建立一模拟域；

在所述模拟域中，依据所述打印路径的打印时间序列确定每一时间步需要激活的基本单元。

11.根据权利要求10所述的有限元模拟方法，其特征在于，还包括在所述模拟域中依据所述打印材料的属性信息沿所述打印路径建立包络范围的步骤。

12.根据权利要求11所述的有限元模拟方法，其特征在于，所述确定每一时间步需要激活的基本单元的步骤中还包括设置判断条件的步骤：判断所述基本单元是否处于所述包络范围内，若处于以包络范围内，则激活该单元；若未处于所述包络范围内，则不激活该单元。