CN110837710B - 一种复合材料结构有限元快速建模方法 - Google Patents
一种复合材料结构有限元快速建模方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110837710B CN110837710B CN201911069937.3A CN201911069937A CN110837710B CN 110837710 B CN110837710 B CN 110837710B CN 201911069937 A CN201911069937 A CN 201911069937A CN 110837710 B CN110837710 B CN 110837710B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- model
- composite material
- information
- attribute
- selecting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明涉及计算机仿真技术领域，尤其涉及一种复合材料结构有限元快速建模方法，该方法包括以下步骤：导入模型；自动几何清理；网格自动划分；自动创建截面属性；材料属性创建；材料自动创建；模型连接；模型检查；边界及工况创建；求解计算；结果后处理。本发明基于HyperWorks有限元前处理软件的二次开发功能，针对具有复合材料结构的模型，快速的进行自动创建复合材料结构的有限元模型，缩短前期建模工作占用的时间，提高仿真分析在研发工作中的效率。
Description
技术领域
本发明涉及计算机仿真技术领域，尤其涉及一种基于HyperWorks的复合材料结构有限元快速建模方法。
背景技术
有限元方法作为现有计算机仿真领域内的有效分析方法，其中复合材料结构的有限元仿真方法已经广泛应用于航空航天、汽车等各个领域。
复合材料结构有限元建模过程是整个仿真分析时间代价最大的过程，在航空航天结构中，存在大量的复合材料结构件，这些结构件铺层数量多，且铺层次序各有不同。对复合材料零件逐个进行有限元建模耗时耗力，而且由于铺层信息多、数据量大，人为的操作会带来不必要的人为误差，影响分析结果。
综上，当前复合材料结构建模方法中仍存在部分问题，对同一个复合材料结构件还无法做到单层厚度不相同或单层材料不同的构建进行有限元快速建模。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种高效、快速的复合材料结构有限元建模方法，基于HyperWorks通用软件基础上的定制开发实现复合材料结构快速建模。
本发明实施例提供的一种复合材料结构有限元快速建模方法，该方法包括：
第一步，导入模型，包括：几何模型导入和模型信息导入，其中模型信息包含有与用户输入相匹配的的模型部件信息、材料性能参数信息以及复合材料部件的铺层信息；
第二步，自动几何清理，根据第一步所导入的几何模型，对每个部件进行操作，包含但不限于薄壁结构自动抽取中面、开口区域处理、紧固件钉点创建以及自动删除钉孔；
第三步，网格自动划分，对第二步抽取的中面结构进行划分，其中包含设定单元尺寸、单元类型相关参数，还包含开口区域的自动网格处理功能；
第四步，自动创建截面属性，通过每个模型的厚度自动创建出各个部件的截面属性，同时将属性名称修改为相对应的材料以及厚度信息；
第五步，材料属性创建，基于第四部创建的截面属性，将复合材料属性的铺层数、单层厚度、铺层角度和材料坐标系进行更新，将截面属性更新变为复合材料属性；
第六步，材料自动创建，根据用户输入信息，指定适应程序所通用的材料信息表，同时将金属与复合材料信息进行区分，不同的材料创建出不同的材料卡片；
第七步，模型连接，根据第二步所创建的钉点信息，不同直径的紧固件进行不同的连接，同时根据钉及其所连接的部件信息，自动计算连接刚度。
第八步，模型检查，自动检查有限元模型中各个装配下所有部件的自由边、单元法向、材料坐标系和单元坐标系，并将检查结果截图保存；
第九步，边界及工况创建，通过用户指定约束位置、约束自由度信息自动创建边界条件约束；通过用户指定载荷分量值、、加载位置及载荷类型进行自动创建载荷条件；根据用户指定的分析类型、工况名称及边界条件创建相应的工况；
第十步，求解计算，在配置文件中输入求解器的完整安装路径，根据求解器类型自动获取相应的求解器进行计算求解；
第十一步，结果后处理，自动导入有限元模型中计算结果并截取位移、应力、应变结果云图，并将截图文件保存，生成结果PPT文档。
进一步地，上述方法中，所述几何模型导入流程如下：
1)选择几何模型类型；
2)选择模型路径；
3)导入模型；
4)关闭窗口。
进一步地，上述方法中，所述模型信息导入流程如下：
1)选择文件类型；
2)选择模型文件以及铺层库信息文件路径；
3)将不同文件的数据存储于相对应的字典中；
4)关闭窗口。
进一步地，上述方法中，所述对部件进行薄壁结构自动抽取中面的操作流程包括：
1)获取模型；
2)获取模型的所有的部件；
3)判断部件列表是否为空，如是，则返回执行获取模型及模型实体的操作，如否，则继续下一步操作；
4)针对每个部件进行操作；
5)对部件抽取中面；
6)流程结束。
进一步地，上述方法中，所述对部件进行自动删除钉孔的操作流程包括：
1)输入删除孔的直径；
2)获取所有的部件；
3)对每个部件进行操作；
4)获取每个部件的中面；
5)获取中面上符合输入直径的孔；
6)删除符合输入直径的孔；
7)流程结束。
进一步地，上述方法中，所述网格自动划分流程如下：
1)获取所有部件；
2)判断实体列表是否为空，如是，则返回执行获取部件的操作，如否，则继续进行下一步操作；
3)对每个部件进行操作；
4)获取每个部件的中面；
5)判断获取的每个部件是否均有中面，如是，则继续进行下一步操作，如否，则将没有中面的部件纳入没有中面的部件列表；
6)对每个中面进行操作；
7)判断中面是否具有网格；如是，跳过该几何面，循环下个中面；如否，则继续进行下一步操作；
8)对没有网格的中面划分网格；
9)显示所有部件的ID及网格；
10)流程结束。
进一步地，上述方法中，所述创建部件截面属性流程如下：
1)获取复合材料单层厚度以及复合材料铺层表；
2)获取铺层表中铺层信息，并计算出每一铺层次序厚度；
3)获取模型中所有复合材料属性厚度；
4)选取模型中每一复合材料属性厚度与铺层表中每一铺层次序厚度求差值；
5)选取差值绝对值最小的铺层次序为该属性对应铺层；
6)对复合材料属性进行归类，归类完成后删除空属性；
7)流程结束。
进一步地，上述方法中，所述材料属性创建流程如下：
1)获取所有属性；
2)选择要更新的复合材料属性；
3)选择材料坐标系和铺层库；
4)对选择的属性逐一进行操作；
5)判断选择的属性是否为复合材料属性，如是，则继续进行下一步操作，如否，则返回执行对选择的属性逐一进行操作的步骤；
6)提取该复合材料属性厚度；
7)将提取的复合材料属性厚度与获取铺层库的所有层数对应的厚度做差；
8)判断上述差值是否在设定的阈值误差范围内，如是，则继续进行下一步操作，如否，则返回执行对选择的属性逐一进行操作的步骤；
9)获取该复合材料的铺层数和铺层角度；
10)判断更新的复合材料属性、材料坐标系以及铺层库信息是否有其一为空，如是，则返回第一步重新操作，如否，则继续进行下一步操作；
11)更新复合材料的铺层数、铺层角度和材料坐标系；
12)流程结束。
进一步地，上述方法中，所述材料自动创建流程如下：
1)获取材料物料清单表和部件物料清单表；
2)读取材料信息；
3))根据材料信息中每个模块的首行字符判断其为材料金属还是复合材料，并将金属与复合材料信息进行区分；
4)按金属材料创建数据结构，结构卡片设置为MAT1；
5)按复合材料创建数据结构，结构卡片设置为MAT8；
6)根据每一材料对应的数据结构创建不同的材料；
7)获取每一属性的名称；
8)在部件物料清单表中查找该属性对应的材料，并为该属性赋材料；
9)流程结束。
进一步地，上述方法中，所述模型连接步骤中不同直径的紧固件进行不同的连接创建流程包括：
1)设置单元尺寸的搜索容差；
2)设置厚度容差；
3)根据搜索容差和厚度容差创建紧密连接。
进一步地，上述方法中，所述模型连接步骤中不同直径的紧固件进行不同的连接属性创建流程如下：
1)选择紧固件单元类型；
2)选择该单元类型对应的连接；
3)输入紧固件材料参数；
4)选择钉单元方向；
5)选择紧固件类型、剪切类型以及各方向刚度计算方式；
6)创建紧固件属性。
进一步地，上述方法中，所述模型检查流程具体包括：
1)获取所有装配到组件列表；
2)判断组件列表是否为空，如是，则提示未找到装配，如否，则继续进行下一步操作；
3)获取每个装配中所有单元存放到元素列表中；
4)判断元素列表是否为空，如是，则跳过此装配，如否，则继续进行下一步操作；
5)依次检查各个装配下所有部件的自由边、单元法向、材料坐标系和单元坐标系，并将检查结果截图保存到PPT文档。
进一步地，上述方法中，所述创建边界条件约束的流程包括：
1)输入约束集名称；
2)判断该约束集是否存在，如是，则将该约束集置于当前并进行选择加载点的操作，如否，则继续进行下一步操作；
3)创建约束集；
4)选择约束集加载点；
5)设置约束点自由度；
6)创建边界条件约束流程结束。
进一步地，上述方法中，所述创建载荷条件的流程包括：
1)选择载荷类型；
2)输入载荷集名称；
3)判断载荷类型；
3)若载荷类型为force、moments、pressure，则继续步骤4的操作；若载荷类型为Normal mode、Buckling，则执行步骤9的操作；
4)判断载荷集名称是否存在，如是，则将该载荷集置于当前并执行输入相应载荷大小的操作，如否，则继续进行下一步操作；
5)创建载荷集；
6)输入相应载荷大小；
7)选择加载位置；
8)创建载荷，并将载荷放入创建的载荷集中；
9)判断载荷集名称是否存在，如是，则将该载荷集置于当前并执行输入相应分析阶数的操作，如否，则继续进行下一步操作；
10)创建类型为EIGRL的载荷集；
11)输入相应的分析阶数；
12)更新载荷集分析阶数；
13)创建载荷，并将载荷放入创建的载荷集中。
进一步地，上述方法中，所述工况创建流程包括：
1)选择边界条件，并输入工况名称以及选择分析类型；
2)判断该工况是否存在，如是，则删除该工况，如否，则创建工况。
与现有技术相比，本发明实施例复合材料结构有限元快速建模方法包括以下步骤：导入模型；自动几何清理；网格自动划分；自动创建截面属性；材料属性创建；材料自动创建；模型连接；模型检查；边界及工况创建；求解计算；结果后处理。本发明基于HyperWorks有限元前处理软件的二次开发功能，针对具有复合材料结构的模型，快速的进行自动创建复合材料结构的有限元模型，缩短前期建模工作占用的时间，提高仿真分析在研发工作中的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种复合材料结构有限元快速建模方法流程图；
图2为本发明提供的几何模型导入流程图；
图3为本发明提供的模型信息导入流程图；
图4为本发明提供的对部件进行薄壁结构自动抽取中面的操作流程图；
图5为本发明提供的对部件进行自动删除钉孔的操作流程图；
图6为本发明提供的网格自动划分流程图；
图7为本发明提供的创建部件截面属性流程图；
图8为本发明提供的材料属性创建流程图；
图9为本发明提供的材料自动创建流程图；
图10为本发明提供的不同直径的紧固件进行不同的连接流程图；
图11为本发明提供的不同直径的紧固件进行紧固件属性创建流程程图；
图12为本发明提供的模型检查流程图；
图13为本发明提供的创建边界条件约束的流程图；
图14为本发明提供的创建载荷条件的流程图；
图15为本发明提供的创建工况流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
如图1所示，本发明实施例公开了一种复合材料结构有限元快速建模方法，该方法包括：
第一步，导入模型，包括：几何模型导入和模型信息导入，其中模型信息包含有与用户输入相匹配的的模型部件信息、材料性能参数信息以及复合材料部件的铺层信息；
第二步，自动几何清理，根据第一步所导入的几何模型，对每个部件进行操作，包含但不限于薄壁结构自动抽取中面、开口区域处理、紧固件钉点创建以及自动删除钉孔；
第三步，网格自动划分，对第二步抽取的中面结构进行划分，其中包含设定单元尺寸、单元类型相关参数，还包含开口区域的自动网格处理功能；
第四步，自动创建截面属性，通过每个模型的厚度自动创建出各个部件的截面属性，同时将属性名称修改为相对应的材料以及厚度信息；
第五步，材料属性创建，基于第四部创建的截面属性，将复合材料属性的铺层数、单层厚度、铺层角度和材料坐标系进行更新，将截面属性更新变为复合材料属性；
第六步，材料自动创建，根据用户输入信息，指定适应程序所通用的材料信息表，同时将金属与复合材料信息进行区分，不同的材料创建出不同的材料卡片；
第七步，模型连接，根据第二步所创建的钉点信息，不同直径的紧固件进行不同的连接，同时根据钉及其所连接的部件信息，自动计算连接刚度。
第八步，模型检查，自动检查有限元模型中各个装配下所有部件的自由边、单元法向、材料坐标系和单元坐标系，并将检查结果截图保存；
第九步，边界及工况创建，通过用户指定约束位置、约束自由度信息自动创建边界条件约束；通过用户指定载荷分量值、、加载位置及载荷类型进行自动创建载荷条件；根据用户指定的分析类型、工况名称及边界条件创建相应的工况；
第十步，求解计算，在配置文件中输入求解器的完整安装路径，根据求解器类型自动获取相应的求解器进行计算求解；
第十一步，结果后处理，自动导入有限元模型中计算结果并截取位移、应力、应变结果云图，并将截图文件保存，生成结果PPT文档。
实施中，上述步骤4中，由于复合材料部件厚度中存在精度的情况，因此需要对截面属性进行分类，将厚度与铺层库的信息进行匹配。
本发明实施例复合材料结构有限元快速建模方法包括以下步骤：导入模型；自动几何清理；网格自动划分；自动创建截面属性；材料属性创建；材料自动创建；模型连接；模型检查；边界及工况创建；求解计算；结果后处理。本发明基于HyperWorks有限元前处理软件的二次开发功能，针对具有复合材料结构的模型，快速的进行自动创建复合材料结构的有限元模型，缩短前期建模工作占用的时间，提高仿真分析在研发工作中的效率。
进一步地，如图2所示，所述几何模型导入流程如下：
1)选择几何模型类型；
2)选择模型路径；
3)导入模型；
4)关闭窗口。
进一步地，上述方法中，所述模型信息导入流程如下：
1)选择文件类型；
2)选择模型文件以及铺层库信息文件路径；
3)将不同文件的数据存储于相对应的字典中；
4)关闭窗口。
如图3所示，优选地，本发明实施例选择模型物料清单EBOM文件路径，以及材料物料清单EBOM文件。
本发明实施例，导入模型分为：几何模型导入和模型信息导入，其中模型信息包含了与用户输入所匹配的的模型部件信息、材料性能参数信息以及复合材料部件的铺层信息。
进一步地，如图4所示，所述对部件进行薄壁结构自动抽取中面的操作流程包括：
1)获取模型(获取CAD模型)；
2)获取模型(CAD模型)的所有部件；
3)判断部件列表是否为空，如是，则返回执行获取模型及模型部件的操作，如否，则继续下一步操作；
4)针对每个部件进行操作；
5)对部件抽取中面；
6)流程结束。
进一步地，如图5所示，所述对部件进行自动删除钉孔的操作流程包括：
1)输入删除孔的直径；
2)获取所有的部件(component)；
3)对每个部件进行操作；
4)获取每个部件的中面；
5)获取中面上符合输入直径的孔；
6)删除符合输入直径的孔；
7)流程结束。
实施中，本发明实施例自动几何清理步骤是根据上一步所导入的几何模型，对每个部件进行操作，其包含了薄壁结构自动抽取中面，特殊开口区域处理、紧固件钉点创建、自动删除钉孔等。
进一步地，如图6所示，所述网格自动划分流程如下：
1)获取所有部件；
2)判断实体列表是否为空，如是，则返回执行获取部件的操作，如否，则继续进行下一步操作；
3)对每个部件进行操作；
4)获取每个部件的中面；
5)判断获取的每个部件是否均有中面，如是，则继续进行下一步操作，如否，则将没有中面的部件纳入没有中面的部件列表；
6)对每个中面进行操作；
7)判断中面是否具有网格；如是，跳过该几何面，循环下个中面；如否，则继续进行下一步操作；
8)对没有网格的中面划分网格；
9)显示所有部件的ID及网格；
10)流程结束。
实施中，本发明实施例对抽取的中面结构进行划分，其中需要设定相关参数例如包含，单元尺寸、单元类型等，此外还可包含开口区域的自动washer功能。
进一步地，如图7所示，所述创建部件截面属性流程如下：
1)获取复合材料单层厚度以及复合材料铺层表；
2)获取铺层表中铺层信息，并计算出每一铺层次序厚度；
3)获取模型中所有复合材料属性厚度；
4)选取模型中每一复合材料属性厚度与铺层表中每一铺层次序厚度求差值；
5)选取差值绝对值最小的铺层次序为该属性对应铺层；
6)对复合材料属性进行归类，归类完成后删除空属性；
7)流程结束。
实施中，本发明实施例通过每个模型的厚度自动创建出各个结构件的截面属性，同时属性名称修改为相对应的材料以及厚度信息
进一步地，如图8所示，所述材料属性创建流程如下：
1)获取所有属性；
2)选择要更新的复合材料属性；
3)选择材料坐标系和铺层库；
4)对选择的属性逐一进行操作；
5)判断选择的属性是否为复合材料属性，如是，则继续进行下一步操作，如否，则返回执行对选择的属性逐一进行操作的步骤；
6)提取该复合材料属性厚度；
7)将提取的复合材料属性厚度与获取铺层库的所有层数对应的厚度做差；
8)判断上述差值是否在设定的阈值误差范围内，如是，则继续进行下一步操作，如否，则返回执行对选择的属性逐一进行操作的步骤；
9)获取该复合材料的铺层数和铺层角度；
10)判断更新的复合材料属性、材料坐标系以及铺层库信息是否有其一为空，如是，则返回第一步重新操作，如否，则继续进行下一步操作；
11)更新复合材料的铺层数、铺层角度和材料坐标系；
12)流程结束。
实施中，本发明实施例材料属性创建是基于创建截面属性，将复合材料属性的铺层数、单层厚度、铺层角度和材料坐标系进行更新，将截面属性更新变为复合材料属性。
进一步地，如图9所示，所述材料自动创建流程如下：
1)获取材料物料清单EBOM表和部件物料清单EBOM表；
2)读取材料信息；
3))根据材料信息中每个模块的首行字符判断其为何种材料金属还是复合材料，并将金属与复合材料信息进行区分；
4)按金属材料metal创建数据结构，结构卡片设置为MAT1；
5)按复合材料composite创建数据结构，结构卡片设置为MAT8；
6)根据每一材料对应的数据结构创建不同的材料；
7)获取每一属性的名称；
8)在部件物料清单EBOM表中查找该属性对应的材料，并为该属性赋材料；
9)流程结束。
实施中，本发明实施例根据用户输入信息，指定适应程序所通用的材料信息表，同时将金属与复合材料信息进行区分，不同的材料创建出不同的材料卡片。
进一步地，如图10所示，所述模型连接步骤中不同直径的紧固件进行不同的连接创建流程包括：
1)设置单元尺寸的搜索容差；
2)设置厚度容差；
3)根据搜索容差和厚度容差创建连接；
进一步地，如图11，所述模型连接步骤中不同直径的紧固件进行连接属性创建流程如下：
1)选择紧固件单元类型；
2)选择该单元类型对应的连接connector；
3)输入紧固件材料参数；
4)选择钉单元方向；
5)选择紧固件类型、剪切类型以及各方向刚度计算方式；
6)创建紧固件属性。
实施中，本发明实施例模型连接根据前面所创建的钉点信息，不同的直径紧固件进行不同的连接，同时根据钉及其所连接的部件信息，自动计算连接刚度
进一步地，如图12所示，所述模型检查流程具体包括：
1)获取所有装配assembly到组件列表assem.list；
2)判断组件列表是否为空，如是，则提示未找到装配，如否，则继续进行下一步操作；
3)获取每个装配中所有单元到元素列表elem.list；
4)判断元素列表是否为空，如是，则跳过此装配，如否，则继续进行下一步操作；
5)依次检查各个装配下所有部件的自由边、单元法向、材料坐标系和单元坐标系，并将检查结果截图保存到PPT文档。
实施中，模型检查的功能是自动检查有限元模型中各个装配assembly下所有部件component的自由边、单元法向、材料坐标系和单元坐标系并将检查结果截图保存
进一步地，如图13所示，所述创建边界条件约束的流程包括：
1)输入约束集名称；
2)判断该约束集是否存在，如是，则将该约束集置于当前并进行选择加载点的操作，如否，则继续进行下一步操作；
3)创建约束集；
4)选择约束集加载点；
5)设置约束点自由度；
6)创建边界条件约束流程结束。
进一步地，如图14所示，所述创建载荷条件的流程包括：
1)选择载荷类型；
2)输入载荷集名称；
3)判断载荷类型；
3)若载荷类型为force、moments、pressure，则继续步骤4的操作；若载荷类型为Normal mode、Buckling，则执行步骤9的操作；
4)判断载荷集名称是否存在，如是，则将该载荷集置于当前并执行输入相应载荷大小的操作，如否，则继续进行下一步操作；
5)创建载荷集；
6)输入相应载荷大小；
7)选择加载位置；
8)创建载荷，并将载荷放入创建的载荷集中；
9)判断载荷集名称是否存在，如是，则将该载荷集置于当前并执行输入相应分析阶数的操作，如否，则继续进行下一步操作；
10)创建类型为EIGRL的载荷集；
11)输入相应的分析阶数；
12)更新载荷集分析阶数；
13)创建载荷，并将载荷放入创建的载荷集中。
实施中，本发明实施例边界条件约束的创建通过用户指定约束位置、约束自由度等信息自动创建约束，载荷条件的创建需要用户指定载荷分量值，以及加载位置，和载荷类型进行自动创建载荷。
进一步地，如图15所示，所述工况创建流程包括：
1)选择边界条件和分析类型，并输入工况名称；
2)判断该工况是否存在，如是，则删除该工况，如否，则创建工况。
实施中，工况创建是根据用户指定的分析类型，工况名称，边界条件创建相应的工况。
综上，本发明基于HyperWorks有限元前处理软件的二次开发功能，针对具有复合材料结构的模型，快速的进行自动创建复合材料结构的有限元模型，缩短前期建模工作占用的时间，提高仿真分析在研发工作中的效率。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (15)
1.一种复合材料结构有限元快速建模方法，其特征在于，该方法包括：
第一步，导入模型，包括：几何模型导入和模型信息导入，其中模型信息包含有与用户输入相匹配的模型部件信息、材料性能参数信息以及复合材料部件的铺层信息；
第二步，自动几何清理，根据第一步所导入的几何模型，对每个部件进行操作，包含但不限于薄壁结构自动抽取中面、开口区域处理、紧固件钉点创建以及自动删除钉孔；
第三步，网格自动划分，对第二步抽取的中面结构进行划分，其中包含设定单元尺寸、单元类型相关参数，还包含开口区域的自动网格处理功能；
第四步，自动创建截面属性，通过每个模型的厚度自动创建出各个部件的截面属性，同时将属性名称修改为相对应的材料以及厚度信息；
第五步，材料属性创建，基于第四部创建的截面属性，将复合材料属性的铺层数、单层厚度、铺层角度和材料坐标系进行更新，将截面属性更新变为复合材料属性；
第六步，材料自动创建，根据用户输入信息，指定适应程序所通用的材料信息表，同时将金属与复合材料信息进行区分，不同的材料创建出不同的材料卡片；
第七步，模型连接，根据第二步所创建的钉点信息，不同直径的紧固件进行不同的连接，同时根据钉及其所连接的部件信息，自动计算连接刚度；
第八步，模型检查，自动检查有限元模型中各个装配下所有部件的自由边、单元法向、材料坐标系和单元坐标系，并将检查结果截图保存；
第九步，边界及工况创建，通过用户指定约束位置、约束自由度信息自动创建边界条件约束；通过用户指定载荷分量值、加载位置及载荷类型进行自动创建载荷条件；根据用户指定的分析类型、工况名称及边界条件创建相应的工况；
第十步，求解计算，在配置文件中输入求解器的完整安装路径，根据求解器类型自动获取相应的求解器进行计算求解；
第十一步，结果后处理，自动导入有限元模型中计算结果并截取位移、应力、应变结果云图，并将截图文件保存，生成结果PPT文档。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述几何模型导入流程如下：
1)选择几何模型类型；
2)选择模型路径；
3)导入模型；
4)关闭窗口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型信息导入流程如下：
1)选择文件类型；
2)选择模型文件以及铺层库信息文件路径；
3)将不同文件的数据存储于相对应的字典中；
4)关闭窗口。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对部件进行薄壁结构自动抽取中面的操作流程包括：
1)获取模型；
2)获取模型的所有部件；
3)判断部件列表是否为空，如是，则返回执行获取模型及模型部件的操作，如否，则继续下一步操作；
4)针对每个部件进行操作；
5)对部件抽取中面；
6)流程结束。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对部件进行自动删除钉孔的操作流程包括：
1)输入删除孔的直径；
2)获取所有的部件；
3)对每个部件进行操作；
4)获取每个部件的中面；
5)获取中面上符合输入直径的孔；
6)删除符合输入直径的孔；
7)流程结束。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网格自动划分流程如下：
1)获取所有部件；
2)判断部件列表是否为空，如是，则返回执行获取部件的操作，如否，则继续进行下一步操作；
3)对每个部件进行操作；
4)获取每个部件的中面；
5)判断获取的每个部件是否均有中面，如是，则继续进行下一步操作，如否，则将没有中面的部件纳入没有中面的部件列表；
6)对每个中面进行操作；
7)判断中面是否具有网格；如是，跳过该几何面，循环下个中面，如否，则继续进行下一步操作；
8)对没有网格的中面划分网格；
9)显示所有部件的ID及网格；
10)流程结束。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述创建部件截面属性流程如下：
1)获取复合材料单层厚度以及复合材料铺层表；
2)获取铺层表中铺层信息，并计算出每一铺层次序厚度；
3)获取模型中所有复合材料属性厚度；
4)选取模型中每一复合材料属性厚度与铺层表中每一铺层次序厚度求差值；
5)选取差值绝对值最小的铺层次序为该属性对应铺层；
6)对复合材料属性进行归类，归类完成后删除空属性；
7)流程结束。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述材料属性创建流程如下：
1)获取所有属性；
2)选择要更新的复合材料属性；
3)选择材料坐标系和铺层库；
4)对选择的属性逐一进行操作；
5)判断选择的属性是否为复合材料属性，如是，则继续进行下一步操作，如否，则返回执行对选择的属性逐一进行操作的步骤；
6)提取该复合材料属性厚度；
7)将提取的复合材料属性厚度与获取铺层库的所有层数对应的厚度做差；
8)判断上述差值是否在设定的阈值误差范围内，如是，则继续进行下一步操作，如否，则返回执行对选择的属性逐一进行操作的步骤；
9)获取该复合材料的铺层数和铺层角度；
10)判断更新的复合材料属性、材料坐标系以及铺层库信息是否有其一为空，如是，则返回第一步重新操作，如否，则继续进行下一步操作；
11)更新复合材料的铺层数、铺层角度和材料坐标系；
12)流程结束。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述材料自动创建流程如下：
1)获取材料物料清单表和部件物料清单表；
2)读取材料信息；
3)根据材料信息中每个模块的首行字符判断其为材料金属还是复合材料，并将金属与复合材料信息进行区分；
4)按金属材料创建数据结构，结构卡片设置为MAT1；
5)按复合材料创建数据结构，结构卡片设置为MAT8；
6)根据每一材料对应的数据结构创建不同的材料；
7)获取每一属性的名称；
8)在部件物料清单表中查找该属性对应的材料，并为该属性赋予对应的材料；
9)流程结束。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型连接步骤中不同直径的紧固件进行不同的连接创建流程包括：
1)设置平均单元尺寸的搜索容差；
2)设置厚度容差；
3)根据搜索容差和厚度容差创建紧密连接。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述模型连接步骤中不同直径的紧固件进行不同的连接属性创建流程如下：
1)选择紧固件单元类型；
2)选择该单元类型对应的连接；
3)输入紧固件材料参数；
4)选择钉单元方向；
5)选择紧固件类型、剪切类型以及各方向刚度计算方式；
6)创建紧固件属性。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型检查流程具体包括：
1)获取所有装配名称存放到组件列表中；
2)判断组件列表是否为空，如是，则提示未找到装配，如否，则继续进行下一步操作；
3)获取每个装配中所有单元存放到元素列表中；
4)判断元素列表是否为空，如是，则跳过此装配，如否，则继续进行下一步操作；
5)依次检查各个装配下所有部件的自由边、单元法向、材料坐标系和单元坐标系，并将检查结果截图保存到PPT文档。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述创建边界条件约束的流程包括：
1)输入约束集名称；
2)判断该约束集是否存在，如是，则将该约束集置于当前并进行选择加载点的操作，如否，则继续进行下一步操作；
3)创建约束集；
4)选择约束集加载点；
5)设置约束点自由度；
6)创建边界条件约束流程结束。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述创建载荷条件的流程包括：
1)选择载荷类型；
2)输入载荷集名称；
3)判断载荷类型；
3)若载荷类型为force、moments、pressure，则继续步骤4的操作；若载荷类型为Normalmode、Buckling，则执行步骤9的操作；
4)判断载荷集名称是否存在，如是，则将该载荷集置于当前并执行输入相应载荷大小的操作，如否，则继续进行下一步操作；
5)创建载荷集；
6)输入相应载荷大小；
7)选择加载位置；
8)创建载荷，并将载荷放入创建的载荷集中；
9)判断载荷集名称是否存在，如是，则将该载荷集置于当前并执行输入相应分析阶数的操作，如否，则继续进行下一步操作；
10)创建类型为EIGRL载荷集；
11)输入相应的分析阶数；
12)更新载荷集分析阶数；
13)创建载荷，并将载荷放入创建的载荷集中。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工况创建流程包括：
1)选择边界条件，并输入工况名称以及选择分析类型；
2)判断该工况是否存在，如是，则删除该工况，如否，则创建工况。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911069937.3A CN110837710B (zh) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | 一种复合材料结构有限元快速建模方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911069937.3A CN110837710B (zh) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | 一种复合材料结构有限元快速建模方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110837710A CN110837710A (zh) | 2020-02-25 |
| CN110837710B true CN110837710B (zh) | 2023-03-24 |
Family
ID=69576222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911069937.3A Active CN110837710B (zh) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | 一种复合材料结构有限元快速建模方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110837710B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112699585B (zh) * | 2020-12-29 | 2024-04-09 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种复合材料厚层压板接头有限元建模方法 |
| CN113065271A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-02 | 的卢技术有限公司 | 抽取几何中面方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN116050227B (zh) * | 2023-03-29 | 2023-06-20 | 上海波客实业有限公司 | 一种有限元结构力图显示方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106682336A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-05-17 | 上海波客实业有限公司 | 一种结构有限元模型建模方法 |
| CN106919762A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-07-04 | 上海波客实业有限公司 | 一种有限元网格阵列建模方法 |
| CN109858116A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-06-07 | 重庆菲斯塔新能源汽车科技有限公司 | 一种基于abaqus的复合材料汽车引擎盖结构数值仿真方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020175948A1 (en) * | 2001-05-23 | 2002-11-28 | Nielsen Eric W. | Graphical user interface method and apparatus for interaction with finite element analysis applications |
| US20030048269A1 (en) * | 2001-09-12 | 2003-03-13 | Powell Donald T. | System and method for generating finite element models |
-
2019
- 2019-11-05 CN CN201911069937.3A patent/CN110837710B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106682336A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-05-17 | 上海波客实业有限公司 | 一种结构有限元模型建模方法 |
| CN106919762A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-07-04 | 上海波客实业有限公司 | 一种有限元网格阵列建模方法 |
| CN109858116A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-06-07 | 重庆菲斯塔新能源汽车科技有限公司 | 一种基于abaqus的复合材料汽车引擎盖结构数值仿真方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 25型客车车体参数化仿真系统开发与应用;白彦超等;《机械设计与制造》;20180208(第02期);全文 * |
| 动刚度分析流程自动化助力汽车底盘研发方法;邢如飞等;《沈阳航空航天大学学报》;20181025(第05期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110837710A (zh) | 2020-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110837710B (zh) | 一种复合材料结构有限元快速建模方法 | |
| US20190095839A1 (en) | Design support device and design support method | |
| US8751202B2 (en) | System and method for generating finite element models | |
| US9678628B2 (en) | Method for generating control-code by a control-code-diagram | |
| JP2013515993A (ja) | コンピュータにより実施される形状特徴を検出する改良された方法 | |
| CN108985471B (zh) | 基于3d轻量化模型的航空器管理系统 | |
| CN107292042A (zh) | 一种bim建模方法 | |
| US10013510B1 (en) | Replacement part suggestion methods and systems | |
| US7761265B2 (en) | Method for comparing solid models | |
| WO2017173459A1 (en) | Baggage loading simulator system and methods | |
| US9495798B2 (en) | Method and device for producing a finite element model | |
| Petsch et al. | PANDORA-A python based framework for modelling and structural sizing of transport aircraft | |
| CN110991065A (zh) | 一种建筑信息模型中设计变更自动识别方法 | |
| US20030048269A1 (en) | System and method for generating finite element models | |
| US10331808B1 (en) | Feature recognition in engineering methods and systems | |
| CN110674263B (zh) | 一种模型构件文件自动分类的方法和装置 | |
| US8847947B2 (en) | Automatic tolerancing of geometrical templates | |
| US7853442B2 (en) | Printed circuit board design instruction support method and device | |
| CN109063272B (zh) | 一种柔性钻孔模板的设计方法 | |
| Helminen | Automated generation of steel connections of BIM by machine learning | |
| US10042962B2 (en) | Mid-surface extraction for finite element analysis | |
| CN112395473A (zh) | Cae模型中零部件的分类方法、装置和存储介质 | |
| Panarotto et al. | Using DSMs in functionally driven explorative design experiments–an automation approach | |
| Deshmukh et al. | A system for performing content-based searches on a database of mechanical assemblies | |
| CN115328442B (zh) | 基于低代码平台构建的危化品企业安全风险管控平台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |