本發(fā)明涉及計算機仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)有限元模型建模方法。

背景技術(shù)：

有限元方法作為現(xiàn)有計算機仿真領(lǐng)域內(nèi)的有效分析方法，已經(jīng)廣泛應用于航空航天領(lǐng)域，同時，伴隨著計算機性能的不斷增強，對航空結(jié)構(gòu)建模也趨向于精細化，并需要在模型體現(xiàn)結(jié)構(gòu)細節(jié)特征，導致有限元模型規(guī)模不斷的增大，自由度數(shù)量已經(jīng)超過億級單位。

現(xiàn)代研發(fā)工作迭代時間短，更新快，仿真分析工作需要在短時間內(nèi)對結(jié)構(gòu)進行分析評估，沒有規(guī)則的建模工作，會導致仿真計算調(diào)試時間長，影響分析評估工作，進而影響整個設(shè)計研發(fā)流程。

有限元快速建模方法主要是通過通用有限元前處理軟件的二次開發(fā)功能，針對航空航天結(jié)構(gòu)零件特點、裝配特點等，固化建模流程，優(yōu)化網(wǎng)格劃分方法，對結(jié)構(gòu)件實現(xiàn)快速網(wǎng)格生成，快速創(chuàng)建材料屬性以及分析工況，縮短建模工作占用的時間，提高仿真分析在研發(fā)工作中的效率。

然而，當前建模流程中仍存在部分問題，對航空結(jié)構(gòu)件覆蓋不全，某些特殊零件(比如對接接頭，掛點接頭)不適用于快速建模方法，仍需要對單一零件手工處理，影響整體分析速度，準確性差、精度低，耗費大量的時間和精力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種高效、快速、低報錯率的航空結(jié)構(gòu)有限元模型建模方法，通過優(yōu)化建模流程，提高仿真效率，縮短研發(fā)周期，在通用軟件基礎(chǔ)上定制開發(fā)實現(xiàn)快速建模。

本發(fā)明實施例提供的一種結(jié)構(gòu)有限元模型建模方法，該方法包括：

第一步，數(shù)據(jù)規(guī)范化處理；

對導入到通用前處理的幾何模型的組織方式進行整理，計算機輔助設(shè)計CAD零件名稱按照如下規(guī)則命名，零件名稱由三部分組成，零件名稱，材料名稱，屬性信息；

第二步，更新模型零件屬性；

根據(jù)第一步中模型零件名稱的命名方式以及零件名稱中包含的信息，獲取零件名稱中的信息并創(chuàng)建相應的材料以及屬性。

進一步地，上述方法中，所述數(shù)據(jù)規(guī)范化處理流程步驟如下：

1)將模型CAD數(shù)據(jù)，CAD模型對應的物料清單BOM數(shù)據(jù)，材料數(shù)據(jù)庫讀入到前處理軟件；

2)根據(jù)材料數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建材料信息，對導入的模型CAD數(shù)據(jù)的裝配信息，在BOM數(shù)據(jù)中查找與裝配中名稱相同的零件并獲取該零件的信息；

3)獲得該零件的信息后，按照前述的零件名稱的命名規(guī)則對零件進行重新整理、組織。

進一步地，上述方法中，所述更新模型零件屬性步驟如下：

1)在前處理軟件中獲取零件名稱信息；

2)提取零件名稱信息中的信息，包含材料名稱、屬性信息；

3)根據(jù)獲取的材料名稱，判斷模型中是否包含材料數(shù)據(jù)，若沒有，則進行材料創(chuàng)建；

4)根據(jù)獲取的屬性信息，并結(jié)合獲取的材料名稱，創(chuàng)建模型屬性；

5)更新模型零件屬性信息。

進一步地，上述方法中，所述零件名稱中的材料名稱前有“MAT-”前綴，屬性信息中的厚度信息部分包含“TH-”前綴。

進一步地，上述方法中，所述零件名稱中的三部分之間通過下劃線方式連接。

進一步地，上述方法中，所述材料名稱包括材料牌號信息，所述屬性信息包括厚度值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)有限元模型建模方法，包括：數(shù)據(jù)規(guī)范化處理；即對導入到通用前處理的幾何模型的組織方式進行整理，計算機輔助設(shè)計CAD零件名稱按照如下規(guī)則命名，零件名稱由三部分組成，零件名稱，材料名稱，屬性信息；更新模型零件屬性；根據(jù)第一步中模型零件名稱的命名方式以及零件名稱中包含的信息，獲取零件名稱中的信息并創(chuàng)建相應的材料以及屬性。本發(fā)明實施例具有準確性高、交互性好的特點，通過該方法有效的縮短有限元建模周期，既能體現(xiàn)結(jié)構(gòu)件的計算力學理論，也使有限元模型在幾何上更加精確于CAD模型。本發(fā)明采用有限元仿真的方法，能夠在實際加工零件之前進行提前分析預測，不再需要對單一零件進行手工處理，優(yōu)化了建模流程，提高了仿真效率，縮短了零件的生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種結(jié)構(gòu)有限元模型建模方法流程圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種數(shù)據(jù)規(guī)范化處理流程圖；

圖3為本發(fā)明提供的一種更新模型零件屬性流程圖；

圖4為本發(fā)明提供的一種結(jié)構(gòu)有限元模型建模方法整體流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部份實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明實施例作進一步詳細描述。

如圖1所示，本發(fā)明實施例公開了一種結(jié)構(gòu)有限元模型建模方法，該方法包括：

步驟S101，數(shù)據(jù)規(guī)范化處理；

對導入到通用前處理的幾何模型的組織方式進行整理，計算機輔助設(shè)計CAD零件名稱按照如下規(guī)則命名，零件名稱由三部分組成，零件名稱，材料名稱，屬性信息；

步驟S102，更新模型零件屬性；

根據(jù)第一步中模型零件名稱的命名方式以及零件名稱中包含的信息，獲取零件名稱中的信息并創(chuàng)建相應的材料以及屬性。

本發(fā)明實施例有限元前后處理器采用HyperMesh軟件，與其他的有限元前后處理器比較，HyperMesh支持直接輸入已有的三維CAD幾何模型已有的有限元模型，并且導入的效率和模型質(zhì)量都很高，可以大大減少很多重復性的工作。同樣，Hypermesh也具有先進的后處理功能，可以保證形象地表現(xiàn)各種各樣的復雜的仿真結(jié)果，如云圖，曲線標和動畫等。

本發(fā)明實施例具有準確性高、交互性好的特點，通過該方法有效的縮短有限元建模周期，既能體現(xiàn)結(jié)構(gòu)件的計算力學理論，也使有限元模型在幾何上更加精確于CAD模型。本發(fā)明實施例采用有限元仿真的方法，能夠在實際加工零件之前進行提前分析預測，不再需要對單一零件進行手工處理，優(yōu)化了建模流程，提高了仿真效率，縮短了零件的生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。

進一步地，上述方法中，所述零件名稱中的材料名稱前有“MAT-”前綴，屬性信息中的厚度信息部分包含“TH-”前綴。

進一步地，上述方法中，所述零件名稱中的三部分之間通過下劃線方式連接。

本發(fā)明實施例CAD零件名稱按照如下規(guī)則處理：名稱由三部分組成，零件名稱，材料名稱，屬性信息。三部分之間通過下劃線方式連接，材料名稱前有“MAT-”前綴，厚度信息部分包含“TH-”前綴，如下所示：

零件名稱_MAT-材料名稱_TH-屬性信息；

如圖2所示，進一步地，上述方法中，所述數(shù)據(jù)規(guī)范化處理流程步驟如下：

步驟S201，將模型CAD數(shù)據(jù)，CAD模型對應的物料清單BOM數(shù)據(jù)，材料數(shù)據(jù)庫讀入到前處理軟件；

步驟S202，根據(jù)材料數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建材料信息，對導入的模型CAD數(shù)據(jù)的裝配信息，在BOM數(shù)據(jù)中查找與裝配中名稱相同的零件并獲取該零件的信息；

步驟S203，獲得該零件的信息后，按照前述的零件名稱的命名規(guī)則對零件進行重新整理、組織。

本發(fā)明實施例，為了便于計算機識別，必須把用圖示表達的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成某種數(shù)據(jù)格式，這種以數(shù)據(jù)格式來描述產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的文件就是物料清單(BOM，Bill of Material)。

本發(fā)明實施例，在數(shù)據(jù)規(guī)范化處理流程中，首先將CAD模型，CAD模型對應的BOM數(shù)據(jù)，材料數(shù)據(jù)庫讀入到前處理軟件；然后根據(jù)材料數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建材料信息，對導入的CAD數(shù)據(jù)的裝配信息，在BOM數(shù)據(jù)中查找與裝配中名稱相同的零件并獲取該零件的材料厚度等信息；獲得該信息后，按照前述的名稱命名規(guī)則對零件進行重新組織。完成上述流程后，在前處理中的數(shù)據(jù)如下示例：

M_BCV62444_MAT-2024_TH-5mm

M_BCA41884_MAT-2060_TH-3mm

M_BCA41883_MAT-7075_TH-8mm

M_BCA25171_MAT-2024_TH-3mm

M_BCA25170_MAT-7055_TH-4mm

M_BCA25169_MAT-2024_TH-3mm

M_24110293_MAT-3044_TH-3mm

M_24107830p8_MAT-2024_TH-3mm

M_24107830p6_MAT-2024_TH-3mm

M_24107830p4_MAT-2024_TH-3mm

本發(fā)明實施例，采用有限元仿真的方法，能夠在實際加工零件之前進行提前分析預測，不再需要對單一零件進行手工處理，優(yōu)化了建模流程，提高了仿真效率，縮短了零件的生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。

如圖3所示，進一步地，上述方法中，所述更新模型零件屬性步驟如下：

步驟S301，在前處理軟件中獲取零件名稱信息；

步驟S302，提取零件名稱信息中的信息，包含材料名稱、屬性信息；

步驟S303，根據(jù)獲取的材料名稱，判斷模型中是否包含材料數(shù)據(jù)，若沒有，則進行材料創(chuàng)建；

步驟S304，根據(jù)獲取的屬性信息，并結(jié)合獲取的材料名稱，創(chuàng)建模型屬性；

步驟S305，更新模型零件屬性信息。

進一步地，上述方法中，所述材料名稱包括材料牌號信息，所述屬性信息包括厚度值。

本發(fā)明實施例根據(jù)步驟S101中模型零件名稱的命名方式以及名稱中包含的信息，通過程序獲取名稱中的信息并創(chuàng)建相應的材料以及屬性。具體的，在前處理軟件中獲取零件名稱信息；提取零件名稱信息中的信息，包含材料信息(材料牌號信息)，屬性信息(厚度值)等；根據(jù)獲取的材料名稱，判斷模型中是否包含材料數(shù)據(jù)，如沒有，進行材料創(chuàng)建；根據(jù)屬性信息，并結(jié)合獲取的材料信息，創(chuàng)建模型屬性；更新零件屬性信息。

本發(fā)明實施例提供了一種高效、快速、低報錯率的航空有限元模型建模方法，解決當前建模流程中仍存在的對航空結(jié)構(gòu)件覆蓋不全，某些特殊零件(比如對接接頭，掛點接頭)不適用于快速建模，仍需要對單一零件手工處理，影響整體分析速度等問題。

為了使本申請所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案以及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本申請進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本申請，并不用于限定本申請。

如圖4所示為本申請實施例提供的一種結(jié)構(gòu)有限元模型建模方法整體流程圖：

步驟S401，將模型CAD數(shù)據(jù)，CAD模型對應的物料清單BOM數(shù)據(jù)，材料數(shù)據(jù)庫讀入到前處理軟件；

步驟S402，根據(jù)材料數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建材料信息，對導入的模型CAD數(shù)據(jù)的裝配信息，在BOM數(shù)據(jù)中查找與裝配中名稱相同的零件并獲取該零件的信息；

步驟S403，獲得該零件的信息后，按照前述的零件名稱的命名規(guī)則對零件進行重新整理、組織；

步驟S404，在前處理軟件中獲取零件名稱信息；

步驟S405，提取零件名稱信息中的信息，包含材料名稱、屬性信息；

步驟S406，根據(jù)獲取的材料名稱，判斷模型中是否包含材料數(shù)據(jù)，若沒有，則進行材料創(chuàng)建；

步驟S407，根據(jù)獲取的屬性信息，并結(jié)合獲取的材料名稱，創(chuàng)建模型屬性；

步驟S408，更新模型零件屬性信息，邊界條件及工況數(shù)據(jù)更新。

綜上，本發(fā)明實施例，采用有限元仿真的方法，能夠在實際加工零件之前進行提前分析預測，不再需要對單一零件進行手工處理，優(yōu)化了建模流程，提高了仿真效率，縮短了零件的生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明實施例提供了一種高效、快速、低報錯率的航空有限元模型建模方法，解決當前建模流程中仍存在的對航空結(jié)構(gòu)件覆蓋不全，某些特殊零件(比如對接接頭，掛點接頭)不適用于快速建模，仍需要對單一零件手工處理，影響整體分析速度等問題。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。