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作者：吕越;徐骏;王婧;郭正洪;顾剑锋;卢伟炜;
单位：上海交通大学材料科学与工程学院;上海交通大学材料改性与数值模拟研究所;上海交通大学上海市激光制造与材料改性重点实验室;上海交通大学材料基因组联合研究中心;中特泰来模具技术有限公司;
摘要：自主发展的热处理有限元求解器MetalX能够独立完成热处理过程多场非线性耦合计算,但在扩展性、计算效率方面与国外商业软件相比仍有一定差距。为此,采用面对对象技术、单指令多数据流(SIMD)技术与准线展开法分别对MetalX求解器的代码结构、单元矩阵计算与弹塑性本构算法提出了改进与优化的方法。同时,构建了4种单元矩阵的乘法以及18CrNiMo7-6钢试样淬火模拟的案例,分别对改进后单元矩阵的计算效率与弹塑性本构算法的精确度进行了验证。结果表明:SIMD技术能够有效提升单元矩阵的计算效率,在实际工程应用时可以获得近3倍的加速。同时,在热处理应力场求解中,准线展开法相比MetalX求解器原先采用的径向回归法,取得了更好的求解效果,能够达到与主流商业有限元软件相当的计算精度。
关键词：热处理;有限元求解器;多场耦合分析;非线性分析
基金资助：国家重点研发计划资助项目(2023YFB3408000)
