【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及屈服模型凸性识别的，具体而言，涉及一种用户友好型屈服模型凸性识别方法。
技术介绍
1、立足新发展阶段，为了深入推进工业数字化绿色化协同转型，确保完成节能减排目标，扩大有限元仿真技术在工业生产中的应用范围，尤其是针对冲压工艺中汽车板材的复杂变形行为等重点突出问题，需要提供新颖的解决方案。屈服模型对精确预测金属板材塑性变形行为起着至关重要的作用。考虑到屈服面满足外凸性条件是开展数值模拟的关键技术要求，也是确保应力与应变增量之间具有唯一性的重要印证，因此开发一种严格检验屈服模型凸性要求的识别方法具有必要性。
2、目前，识别屈服模型的外凸性主要以19世纪德国数学家ludwig otto hesse提出的海塞矩阵作为判定依据，即屈服模型的海塞矩阵满足正定条件，则屈服面可以被认为是外凸的，反之则是内凹的。然而，随着对金属板材塑性成形工艺精准控制的要求不断提高，屈服模型的建模结构与校准程序逐渐趋于复杂化，导致运用海塞矩阵方法判断屈服模型的外凸性变得愈加困难。
3、建立海塞矩阵，首先需要获取屈服模型对应力张量的面内分量求取二阶偏导数的信息。由于目前某些高精度屈服模型难以轻易进行偏导数运算，因此为了克服这一限制，研究学者们提出了一种基于几何特征启发的外凸性识别方法。然而，当前的几何法在检测二维平面应力状态及三维π平面的外凸性条件时虽然准确无误，但在处理三维屈服面外凸性分析过程中却存在明显的局限性，无法有效查验出某些应力状态下的凹陷屈服点位。
技术实现思路
1、本
2、为此，本专利技术的目的在于提出一种用户友好型屈服模型凸性识别方法。
3、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案，提供了一种用户友好型屈服模型凸性识别方法，包括：步骤s1：输入四个临近质点在空间中的球坐标的间隔数值；步骤s2：获取任一需要判断外凸性的屈服模型，并对所述屈服模型进行归一化处理；步骤s3：直接调用归一化处理后的所述屈服模型；步骤s4：根据所述球坐标的间隔数值对被调用的所述屈服模型对应的整个屈服面进行矩形微分单元的划分，以将被调用的所述屈服模型对应的整个屈服面划分为紧密相连的若干个矩形微分单元；其中，每个矩形微分单元都是一个矩形的曲面；步骤s5：将构成每个矩形微分单元的四个质点分别设置为点a、b、c和d；步骤s6：截取整个屈服面上的第一个矩形微分单元；步骤s7：经公式转换将球坐标系转换为空间直角坐标系，并确定点a、b、c和d在空间直角坐标系中的坐标分别为a(xa，ya，za)、b(xb，yb，zb)、c(xc，yc，zc)和d(xd，yd，zd)；步骤s8：确定线段中点e的坐标为e(xe，ye，ze)；其中，点e的坐标与点a、点c的坐标有如下关系：xe＝(xa+xc)/2、ye＝(ya+yc)/2、ze＝(za+zc)/2；步骤s9：确定线段中点f的坐标为f(xf，yf，zf)；其中，点f的坐标与点a、点b的坐标有如下关系：xf＝(xa+xb)/2、yf＝(ya+yb)/2、zf＝(za+zb)/2；步骤s10：确定由a、b、c和d四个质点构成的矩形微分单元中心o的坐标为o(xo，yo，zo)；其中，所述中心o是对角线和对角线的连线的交点；所述中心o的坐标与点a、b、c和d的坐标存在以下关系：xo＝(xa+xb+xc+xd)/4、yo＝(ya+yb+yc+yd)/4、zo＝(za+zb+zc+zd)/4；步骤s11：判断不等式fo＜1、fe＜1和ff＜1是否同时成立；当判断结果为是时，则确定点o、e和f均位于曲面abcd内部，以识别出曲面abcd具有外凸性；当判断结果为否时，则确定点o、e和f至少有一个没有位于曲面abcd内部，以识别出曲面abcd具有内凹性；其中，fo、fe和ff分别为通过点o、e、f与被调用的归一化处理后的所述屈服模型计算的等效应力；步骤s12：截取整个屈服面上的下一个待识别的矩形微分单元，执行步骤s7至步骤s11，直到将整个屈服面上的所有的矩形微分单元均识别为具有外凸性时，则识别出由所述屈服模型构建的屈服面满足外凸性要求；其中，xm、ym与zm分别表示在空间直角坐标系中沿x、y与z轴的坐标，同时也表示点m在屈服面上的三个应力分量；点m代表点a、点b、点c、点d、点e、点f和点o。
4、优选地，所述球坐标的间隔数值的取值为0.01。
5、优选地，该识别方法通过具有编译功能的软件实现。
6、本专利技术的有益效果：
7、(1)本专利技术提供的用户友好型屈服模型凸性识别方法，与海塞矩阵方法相比，无需对屈服模型的正应力分量与剪切应力分量进行繁琐的一阶和二阶偏导公式推导，在保证屈服模型严格满足凸性定理的前提下，极大地简化了识别外凸性所需的运算步骤。
8、(2)本专利技术提供的用户友好型屈服模型凸性识别方法，具有极高的检验精度。与海塞矩阵识别方法相比，拥有高度一致的屈服面外凸性识别精度，且远高于目前已公开的几何凸性识别方法。
9、(3)本专利技术提供的用户友好型屈服模型凸性识别方法，不局限于在某一特定等效塑性应变水平下识别屈服面的外凸性，而能对畸变硬化特征的屈服面进行外凸性识别，极大拓展了应用场景。
10、(4)本专利技术提供的用户友好型屈服模型凸性识别方法，适用于任何流动法则框架下建立的屈服模型，具有普适性和通用性。
11、(5)本专利技术提供的用户友好型屈服模型凸性识别方法，能够准确识别所有载荷区域，可避免现有几何凸性识别方法在近平面应变与简单剪切等应力状态下容易产生凸性识别误差的缺陷。
12、(6)本专利技术提供的用户友好型屈服模型凸性识别方法，不局限于任何一种特定的屈服模型，即对于向各向同性屈服模型中引入各向异性系数、线性变换、张量模型表示定理、插值型、傅里叶变换、各向同性与各向异性屈服模型耦合等多种建模方法，均能够有效识别屈服面凸性。
13、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种用户友好型屈服模型凸性识别方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用户友好型屈服模型凸性识别方法，其特征在于，所述球坐标的间隔数值的取值为0.01。
3.根据权利要求1所述的用户友好型屈服模型凸性识别方法，其特征在于，该识别方法通过具有编译功能的软件来实现。
【技术特征摘要】
1.一种用户友好型屈服模型凸性识别方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用户友好型屈服模型凸性识别方法，其特征在于，所述球坐标...
【专利技术属性】
技术研发人员：都凯，崔建华，侯勇，郑文涛，左晓姣，黄宏军，袁晓光，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
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