Ansys2025全球仿真大会：基于optiSLang的Rocky 材料参数标定解决方案

基于optiSLang的Rocky材料参数标定解决方案郭晓东©2025.

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synopsys"提纲

Rocky中所需的材料参数概述

Rocky材料参数选择方案•

内置材料库•8个标准的虚拟测试平台简介

基于optiSLang的材料参数标定流程•

optiSLang联合进行参数标定流程介绍•

SAOR

参数标定结果分析

总结

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NotShare.2法向力模型

切向力模型黏附力模型DEM颗粒力学行为

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NotShare.重叠3参数类别说明颗粒物性Density/Bulk

DensityBulk

Density：等效密度Young’s

Modulus材料压缩或拉长时变形的幅度，定义为单位面积受力/变形幅度Poisson’s

ratio大部分材料泊松比0-0.5，横向正应变与轴向正应变的比值Rolling

resistancecoefficient由于颗粒外形不规则在滚动的时候引起的附加力矩Restitutioncoefficient颗粒碰撞后能量耗散的衡量-

恢复系数设备物性DensityYoung’s

ModulusPoisson’s

ratio摩擦力(切向力)Static

FrictionCoefficient在颗粒滑动前切向接触力与法向力的最大比值Dynamic

FrictionCoefficient在颗粒滑动后切向接触力与法向力的最大比值黏附力Adhesive

Distance在激活颗粒黏附力模型后，两种颗粒发生黏附的最小间距Forcefraction第一种材料的黏附力与第二种材料重力的比值Stiffnessfraction黏附力刚度与弹性刚度的比值Rocky

中材料参数概述

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NotShare.4

Rocky中所需的材料参数概述

Rocky材料参数选择•

内置材料库•8个标准的虚拟测试平台

Rocky材料参数标定流程•optiSLang联合进行参数标定流程介绍•SAOR参数标定结果分析

总结

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NotShare.5Rocky

中内置的标准颗粒材料库

解压即可使用

源文件位置：

.\ROCKY_ADDITIONAL_PACKAGE_2025R2.0_WINX64\Material

Calibration\material_wizard-2.x.x拷贝位置：

User\Documents\Rocky\Scripts

材料选择向导：找到最为接近的材料作为初始分析的基准运行材料向导脚本

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NotShare.选择材料筛选材料6倾倒休止角(PAOR)Rocky

内置的材料参数测试平台静态休止角(SAOR)溢出休止角(DAOR)动态休止角(DAOR)滑板试验(IPT)旋转剪切

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NotShare.堆密度流变仪7

上述8个Deck包含了已经设置好的Case，以及前后处理Python脚本

script_CS_PostProcess.py将所有参数集成在一个界面设置script_CS_PreProcess.py自动计算分析结果，抽取：休止角，并保存到report.json文件中

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report.json文件SAOR前后处理脚本前后处理脚本8

Rocky中所需的材料参数概述

Rocky材料参数选择•

内置材料库•8个标准的虚拟测试平台

Rocky材料参数标定流程•

optiSLang联合进行参数标定流程介绍•

SAOR

参数标定结果分析

总结

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NotShare.9Expand

Usage

and

ProductivityAdd-onforAllAnsys

Users模型标定识别关键模型参数保证仿真和测试结果一致发布Web

APP扩大流程使用范围自动化流程构建和发布工作流程optiSLang简介敏感性分析Design

Understanding优化设计Design

Improvement鲁棒性设计Design

Quality设计优化（DO）流程集成（

PI）研究输入参数的敏感度，挑选关键影响参数10©2025.

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NotShare.保证设计鲁棒性优化设计测试案例简介

标定的测试环境为：SAOR

待标定的材料参数：•ff颗粒之间摩擦系数(默认：0.5)取值范围：0.45-0.55•rr

颗粒滚动阻力(默认：0.1)取值范围：0.09-0.11

颗粒粒径：20

mm

假定试验测得:SAOR16。11©2025.

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NotShare.

利用SolverWizard导入求解流程

后续的敏感度、优化反复调用该求解流程optiSLang-SolverWizardStep1：建立：ParametricSystem

选择Rocky

Project

选择后会自动生成：export_rocky_outputs.py(该脚本可以识别Rocky中的输出参数，并保存到文件中)

Rocky中的输入、输出参数

••SystemSystem是一系列node

组成的流程节点(Node)是特定任务的组件：例如输入，输出，执行分析13

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Node:节点删除结果输出节点

添加“jsonoutput”组件，并与”solve”节点连线

默认的结果输出节点是直接输出Rocky中定义的输出参数

为了计算SAOR的准确值，需要调用后处理脚本，因此结果输出到report.json中optiSLang组件库14©2025.

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NotShare.修改Rocky计算批处理文件增加--use-gpu

1默认的批处理是CPU求解

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NotShare.15

输入参数定义：•

连续性：•离散型：0.4

0.5

0.6

、[0.4:0.5:0.02

]

、1-5

将试验易测得参数设置为：Constant例如：密度、模量设置输入参数

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NotShare.16

sensitivitywizard参数敏感度分析是后续优化的基础

通过交叉验证的方法，利用多项式回归()、移动最小二乘法(MLS)、伽辽金、前馈神经网络等方法

利用AMOP完成自动布置样本点，样本点自适应加密等过程。

执行完后，会自动生成后处理文件：*.omdb.并打开后处理节点17©2025.

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NotShare.Step2：参数敏感度分析设置

计算完成后，生成最佳响应面模型

COP

值越高，表明MOP响应面对样本空间新样本点的预测精度越好参数敏感度分析结果MOP

响应面预测结果输入参数敏感度

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NotShare.18

Using:

MOPSolver基于敏感度分析中获取的MOP模型进行优化

OCO：

一键优化自动完成优化算法设置Step3：优化分析向导

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NotShare.19

基于MOP

模型进行参数寻优，优化目标函数：

ABS(仿真得到的堆积角-试验堆积角)

最小

最佳的模型参数点：

ff0.47

、

rr

0.11

MOP

预测的堆积角与Rocky中实际计算的完全一致

整个参数寻优过程在

上运行时间：1A6000

GPU

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NotShare.OCO优化结果(一键优化)

将材料标定流程封装为

APP，仅在APP界面上显示必要的参数输入

普通用户只须输入：参数框、测试结果Appendix:材料标定流程APP生成

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