OpenRadioss是一款开源的企业级显式动力学分析软件,由于其强大的功能与悠久的历史。在2022年9月宣布开源时,获得了行业内的很多关注。然而,OpenRadioss作为一款命令行方式求解器,并没有一款简单易用的前端可视化配套程序。对于首次使用者来说,有比较大的学习曲线。对于OpenRadioss项目方和具有仿真需求的使用者,甚至整个仿真社区,一款好用的OpenRadioss可视化前端软件都是具有重要意义的。
MatEditor是由WelSim于2019年9月发布的一款免费的材料编辑软件(参见《一款免费的材料编辑工具 MatEditor》)。由于其丰富的功能与简单好用的交互界面,得到了很多用户的认可。除了常规的材料属性编辑以外,MatEditor后期又增加了测试数据曲线拟合功能(参见《超弹材料模型及其曲线拟合》)。最近,MatEditor支持了OpenRadioss的材料格式文本输出功能。毫无疑问,MatEditor是对OpenRadioss支持最好的免费材料编辑软件,相关功能介绍如下。
支持单位转换
目前MatEditor支持了工程仿真中常用的8种单位制,分别如下。
- Metric kg-m-s
- Metric g-cm-s
- Metric kg-mm-s
- Metric tonne-mm-s
- Metric decatonne-mm-s
- Metric kg-um-s
- US Customary lbm-ft-s
- US Customary lbm-in-s
- Metric g-cm-us
用户可以随时更改系统单位制,所生成的OpenRadioss材料文件也会基于当前的系统单位制,输出时自动进行单位转换。
工程仿真分析中,会涉及到大量的单位。目前MatEditor已经支持81种不同的纲量。下图给出了结构分析中的常用的压力纲量单位设置。
保存与读取
MatEditor支持数据持久化。用户可以将当前创建的所有材料节点,保存为wsmat文件。文件可以在其他机器读取,实现数据共享。wsmat文件是一种XML格式的ASCII文件,兼顾数据读写性能的同时,也支持人工阅读。
wsmat文件示例如图所示。支持多个材料的读写。
支持表格输入
材料属性中,除了常规的常数以外。还需要输入大量的实验数据,如应变-应力曲线。MatEditor不仅支持常规的表格输入,还支持了基于应变率,温度,和频率的多维表格。在输入了表格数据同时,能够通过曲线窗口观察输入曲线的形态。数据输入不仅支持手动逐个输入,也支持复制粘贴输入,同时可以读取外部文件输入。
输出OpenRadioss材料文本
导出OpenRadioss文件(.rad)文件非常便捷,MatEditor的工具栏和菜单栏都提供了按钮,材料定义完成后,点击即可输出。
输出的rad文件实例如下。文件中定义了单位,和所有材料属性。值得一提的是,MatEditor支持在一个rad文件中导出多个材料。
抑制指定材料
在编辑材料时,有些材料属性添加以后并不使用,此时可以使用抑制功能,将属性暂时屏蔽。输出的rad文件不会含有被抑制的材料数据。如图所示,抑制和激活的操作简便,同时通过划线字体,可以明显分辨被抑制的材料属性。
目前支持的OpenRadioss 材料模型
目前MatEditor已经支持了大量的OpenRadioss材料属性,同时还在不断增加中。已经支持的材料对应列表如下。
超弹与粘弹材料
- LAW34 — Boltzmann
- LAW35 — Maxwell-Kelvin-Voigt
- LAW40 — Maxwell-Kelvin
- LAW42 — Odgen 1/2/3
- LAW92 — Arruda-Boyce
- LAW94 — Yeoh 1/2/3
- LAW100 — Polynomial, Neo-Hookean, Mooney-Rivlin2
塑性材料
- LAW2 — Johnson-Cook
- PLAS_ZERIL — Zerilli-Armstrng
- LAW32 — Hill
- LAW36 — Rate-Dependent Multilinear Hardening
- LAW44 — Cowper-Symonds
- LAW93 — Orthotropic Hill
- LAW48 — Zhao
- LAW49 — Steinberg-Guinan
- LAW52 — Gurson
- LAW57 — Barlet3
- LAW78 — Yoshida-Uemori
- LAW79 — Johnson-Holmquist
- LAW84 — Swift-Voce
- LAW103 — Hensel-Spittel
- LAW110 — Vegter
失效模型
- ALTER — Glass Failure
- BIQUD — BiQuadratic
- COCKCROFT — Cockcroft
- CONNECT — Connect
- EMC — ExtendedMohr-Coulomb
- ENERGY — Energy
- FABRIC — Fabric
- FLD — Forming Limit Diagram
- GURSON — Gurson
- HASHIN — Hashin
- HC_DSSE — Ladeveze Delamination
- JOHNSON — Johnson-Cook
- MULLINS_OR — Mullins Effect
- NXT — NXT
- ORTHBIQUAD — Orthotropic Biquad
- ORTHSTRAIN — Orthotropic Strain
- PUCK — Puck
- TBUTCHER — Tuler-Butcher
- TENSSTRAIN — Tensile Strain
- WILKINS — Wilkins
- WIERZBICKI — Wierzbicki
状态方程 (EOS)
- Compaction EOS
- Gruneisen EOS
- Ideal Gas EOS
- Linear EOS
- LSZK EOS
- Murnaghan EOS
- NASG EOS
- Nobel-Abel EOS
- Osborne EOS
- Polynomial EOS
- Puff EOS
- Stiff-Gas EOS
此外,一些基本的材料属性都有支持。如密度,线弹性,ALE等都已经支持了OpenRadioss。
总结
目前MatEditor已经满足了大部分OpenRadioss分析时所需的材料类型。MatEditor还在不断地迭代与开发之中,随需求会增加更多的单位系与材料,支持更多的输出格式与开源软件。MatEditor终身免费,可以用于学术研究或商业应用。如果您在论文或产品中使用了MatEditor,欢迎引用WelSim的用户手册。如果您对MatEditor有任何新功能的需求,欢迎在WelSim的GitHub页面提出。
WelSim不隶属于Altair,OpenRadioss。和Altair,OpenRadioss的开发者没有直接关系。这里引用OpenRadioss仅用作技术博客文章与软件使用的参考。