CN111310368A - 一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法、介质和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车计算机辅助设计领域，更具体的说，涉及一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，本方法包括步骤1、导入吸能模块的有限元模型；步骤2、根据有限元模型的外表面，生成全封闭的三角形壳单元；步骤3、删除有限元模型的四面体体单元，保留材料模型属性；步骤4、在开孔区域的壳单元上建立二维网格变形控制块；步骤5、移动二维网格变形控制块的节点；步骤6、对三角形壳单元进行网格重构；步骤7、由重构的三角形壳单元生成新的四面体体单元，并赋予原来的材料模型属性；步骤8、删除重构的三角形壳单元。本发明实现吸能模块有限元模型开孔尺寸的参数化变化，快速生成不同开孔尺寸的有限元模型，缩短开发周期，降低开发费用。

Description

一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法、介质和系统

技术领域

本发明涉及汽车计算机辅助设计领域，更具体的说，涉及一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法、介质和系统。

背景技术

行人是道路使用者中的弱势群体，属于交通事故中的高危人群。在车辆与行人碰撞事故中，车辆撞击行人腿部，导致下肢发生损伤。图1揭示了现有技术中汽车前端的结构示意图，如图1所示，为了改善车辆的行人保护小腿碰撞性能，往往需要在保险杠蒙皮3和前横梁总成1之间的空隙中添加吸能模块2，吸能模块2可以是吸能泡沫。

另外，国家法规要求，汽车前端零件如发动机前盖、大灯、雷达等，在低速碰撞时不被损坏。汽车前端的吸能泡沫能在低速碰撞中吸收碰撞能量，从而减少汽车前端零件的损坏。

因此，汽车前端吸能泡沫的吸能效果对行人保护小腿碰撞性能和整车低速碰撞性能均有重要影响。为了控制吸能泡沫的吸能效果，一般需要对吸能泡沫模型进行结构优化，例如在泡沫上开孔，通过更改开孔的尺寸来改善吸能泡沫的吸能性能。

不同车型的车身重量、前横梁总成的高度、保险杠蒙皮和前横梁总成之间的空隙等参数均不相同，导致各个车型的前端吸能泡沫无法共用。每款车型的前端吸能泡沫均需要重新设计。设计工程师通过结构优化，找到最佳的开孔尺寸，使得吸能泡沫能同时满足小腿碰撞性能和低速碰撞性能。

为了分析不同开孔尺寸的汽车前端吸能泡沫的小腿碰撞性能和低速碰撞性能，往往需要CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)工程师制作不同开孔尺寸的吸能泡沫CAD数据，之后CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)工程师根据CAD数据建立对应的有限元模型，并将吸能泡沫有限元模型分别加入小腿碰撞分析工况和低速碰撞工况中，之后分别进行计算，并提取结果进行后处理分析。之后根据分析结果，判断吸能泡沫开孔的变化，并将新的泡沫开孔尺寸反馈给CAD工程师，接下来按照之前的步骤进行新一轮的优化分析，直到最后找到合适的吸能泡沫开孔尺寸。

整个分析和优化过程复杂繁琐，最后获得的优化结构也不一定是最优解，甚至不能满足所有的分析工况要求。

当车身结构数据发生更改时，例如前保险杠蒙皮结构发生更改，则原来的结构就不一定满足小腿碰撞性能或低速碰撞性能，这时候需要重新开始，投入大量的人力和时间进行新一轮的优化工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，解决现有技术中吸能模块开孔尺寸变形优化过程复杂，需要在不同数据模型中切换的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，包括：

步骤1、导入吸能模块的有限元模型，所述有限元模型采用四面体体单元，所述四面体体单元的表面均为三角形；

步骤2、根据有限元模型的外表面，生成全封闭的三角形壳单元；

步骤3、删除有限元模型的四面体体单元，保留材料模型属性；

步骤4、在有限元模型的开孔区域的壳单元上建立二维网格变形控制块，所述二维网格变形控制块，关联其覆盖的三角形壳单元；

步骤5、移动二维网格变形控制块的节点，实现有限元模型的开孔区域的尺寸变化；

步骤6、对有限元模型表面的三角形壳单元进行网格重构，生成满足网格单元质量要求的三角形壳单元；

步骤7、由重构的三角形壳单元生成新的吸能模块的四面体体单元，并赋予原来四面体体单元的材料模型属性；

步骤8、删除重构的三角形壳单元。

在一实施例中，所述步骤5中，在有限元模型的三维空间中，移动二维网格变形控制块的节点，二维网格变形控制块的形状发生更改，二维网格变形控制块相关联的三角形壳单元的位置和形状发生对应的改变。

在一实施例中，所述步骤5中，开孔区域的底面的二维网格变形控制块的节点往前移动第一距离，开孔区域的上表面的二维网格变形控制块的节点往下移动第二距离，开孔区域的下表面的二维网格变形控制块的节点往上移动第三距离，开孔区域的尺寸变小。

在一实施例中，所述步骤5至步骤8，通过编程生成脚本文件，将开孔区域的变形控制设置为参数化变量。

在一实施例中，所述步骤6中，网格单元的质量，与三角形壳单元的最长边长和最短边长的比率成反比，比率越大，质量越差。

在一实施例中，所述三角形壳单元的厚度为0.1mm。

在一实施例中，所述步骤1至步骤8，在计算机辅助工程软件的前处理过程中进行。

在一实施例中，所述吸能模块为汽车前端吸能泡沫。

为了实现上述目的，本发明提供了一种计算机可读存储介质，计算机程序存储于存储介质上，被处理器读取后运行计算机程序以执行上述的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种计算机系统，包括存储介质、处理器和计算机程序，计算机程序存储于存储介质上，处理器从存储介质读取计算机程序后运行该计算机程序以执行上述的方法。

本发明提供的一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法、介质和系统，实现吸能模块有限元模型开孔尺寸的自动变化，其变化过程可设置成参数化变量，结合数值优化软件，通过优化算法，优化吸能泡沫有限元模型开孔尺寸。

本发明提供的一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法、介质和系统，具体具有以下有益效果：

建模过程高度自动化，用户一旦建立参数化模型，即可调用设置的脚本，快速生成不同开孔尺寸的吸能泡沫的四面体体单元有限元模型，并通过数值优化方法，获得同时满足小腿碰撞性能和低速碰撞性能要求的最佳泡沫开孔尺寸，从而缩短汽车前端吸能泡沫的开发周期和降低开发费用。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了现有技术中汽车前端的结构示意图；

图2揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法的流程图；

图3揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法的四面体体单元示意图；

图4a揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型的开孔区域底面移动的参数化变量设置示意图；

图4b揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型的开孔区域上表面移动的参数化变量设置示意图；

图4c揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型的开孔区域下表面移动的参数化变量设置示意图；

图5a揭示了根据本发明又一实施例的吸能泡沫有限元模型的开孔区域初始状态前端开孔截面图；

图5b揭示了根据本发明又一实施例的吸能泡沫有限元模型的开孔区域初始状态后端开孔截面图；

图6a揭示了根据本发明又一实施例的吸能泡沫有限元模型的开孔区域参数化变形后前端开孔截面图；

图6b揭示了根据本发明又一实施例的吸能泡沫有限元模型的开孔区域参数化变形后后端开孔截面图；

图7揭示了实现本发明方法的计算机系统的原理图；

图8a揭示了根据本发明一实施例的汽车前端吸能泡沫有限元模型前端开孔的示意图；

图8b揭示了根据本发明一实施例的汽车前端吸能泡沫有限元模型后端开孔的示意图；

图9a揭示了根据本发明一实施例的汽车前端吸能泡沫有限元模型开孔参数化变形步骤1示意图；

图9b揭示了根据本发明一实施例的汽车前端吸能泡沫有限元模型开孔参数化变形步骤2示意图；

图9c揭示了根据本发明一实施例的汽车前端吸能泡沫有限元模型开孔参数化变形步骤4示意图；

图9d揭示了根据本发明一实施例的汽车前端吸能泡沫有限元模型开孔参数化变形步骤5示意图；

图9e揭示了根据本发明一实施例的汽车前端吸能泡沫有限元模型开孔参数化变形步骤6示意图；

图9f揭示了根据本发明一实施例的汽车前端吸能泡沫有限元模型开孔参数化变形步骤7示意图；

图9g揭示了根据本发明一实施例的汽车前端吸能泡沫有限元模型开孔参数化变形步骤8示意图；

图10a揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型的开孔区域初始状态的结构示意图；

图10b揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型的开孔区域底面移动的结构示意图；

图10c揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型的开孔区域上表面移动的结构示意图；

图10d揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型的开孔区域下表面移动的结构示意图；

图11a揭示了根据本发明又一实施例的吸能泡沫有限元模型的前端开孔区域初始状态的示意图；

图11b揭示了根据本发明又一实施例的吸能泡沫有限元模型的后端开孔区域初始状态的示意图；

图12a揭示了根据本发明又一实施例的吸能泡沫有限元模型的前端开孔区域参数化变形后的示意图；

图12b揭示了根据本发明又一实施例的吸能泡沫有限元模型的后端开孔区域参数化变形后的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。

CAE指工程设计中的计算机辅助工程，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等，CAE系统的核心思想是结构的离散化，即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。

CAE软件的主体是有限元分析(FEA，Finite Element Analysis)软件。有限元方法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。

CAE软件对工程或产品进行性能分析和模拟时，一般要经历以下三个过程：

前处理：给实体建模与参数化建模，采用CAD技术来建立CAE的几何模型和物理模型，完成分析数据的输入；

有限元分析：有限单元库，材料库及相关算法，约束处理算法等，大型通用题的物理、力学和数学特征，分解成若干个子问题，由不同的有限元分析子系统完成。；

后处理：对有限元分析结果进行用户所要求的加工、检查，并以图形方式提供给用户，用CAD技术生成形象的图形输出，如生成位移图、应力、温度、压力分布的等值线图，表示应力、温度、压力分布的彩色明暗图等。

本发明提出的一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，是在CAE 软件的前处理过程中进行。为了解决目前汽车前端吸能泡沫建模过程中结构优化复杂的技术问题，在有限元模型中实现吸能泡沫开孔参数化变形，从而减免 CAD数据与CAE之间的反复制作与优化，以此提高优化效率。

此外，通过建立吸能泡沫开孔参数化变量，并借助数值优化软件，可获得满足小腿碰撞性能或低速碰撞性能的最佳的吸能泡沫开孔尺寸。

图2揭示了根据本发明的一个实施例的汽车前端吸能泡沫有限元模型开孔参数化变形流程图，结合图2并以吸能模块为汽车前端吸能泡沫为例，具体说明本方法的对应步骤。

步骤1：导入吸能模块的有限元模型。

导入汽车前端吸能泡沫有限元模型，在一实施例中，该吸能泡沫前端正面设置了2个开孔，后端背面设置了3个开孔。

如图8a所示，该吸能泡沫前端正面设置了2个开孔；

如图8b所示，该吸能泡沫后端背面设置了3个开孔。

图3揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法的四面体体单元示意图，如图3所示，吸能泡沫的有限元模型采用的单元均为四面体体单元。

如图9a所示，导入的吸能泡沫有限元模型内部都分布离散化的四面体体单元。

该步骤在前处理过程对应的CAE软件的前处理工具中实现。

在一实施例中，前处理工具为ANSA软件。ANSA是公认的全球最快捷的 CAE前处理软件之一，也是一个功能强大的通用CAE前处理软件。

步骤2：根据有限元模型的外表面，生成全封闭的三角形壳单元。

根据吸能泡沫有限元模型的外表面，生成全封闭的三角形壳单元。

整个吸能泡沫有限元模型内部都分布离散化的四面体体单元，然后根据吸能泡沫有限元模型最外面的四面体体单元节点耦合，在吸能泡沫最外面露出来的表面构成全封闭的三角形壳单元。

如图9b所示，吸能泡沫的有限元模型的内部分布四面体体单元，根据最外表面的四面体体单元节点，生成全封闭的三角形壳单元。

较优的，壳单元的厚度为0.1mm。

步骤3：删除有限元模型的四面体体单元，保留材料模型属性。

删除所有的吸能泡沫有限元模型四面体体单元，但保留原来的材料模型属性。

步骤4：在有限元模型的开孔区域的壳单元上建立二维网格变形控制块。

在吸能泡沫有限元模型开孔区域的壳单元上建立2D Morph(二维网格变形控制块)，2D Morph关联其覆盖的三角形壳单元，在有限元模型的三维空间中，移动2D Morph的节点，2D Morph的形状发生更改，相关联的三角形壳单元的位置和形状也发生对应的改变。

如图9c所示，在吸能泡沫有限元模型开孔区域的壳单元上建立2D Morph， 2DMorph覆盖一部分三角形壳单元，并与其关联，移动2D Morph的节点，2D Morph的形状发生更改，相关联的三角形壳单元的位置和形状也发生对应的改变。

步骤5：移动二维网格变形控制块的节点，实现有限元模型的开孔区域的尺寸变化。

移动2D Morph的节点，实现吸能泡沫的有限元模型开孔区域的尺寸变化。

如图9d所示，移动2D Morph的节点，实现吸能泡沫的有限元模型开孔区域的尺寸变小。

图4a、图4b和图4c分别揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型的开孔区域底面移动、上表面移动和下表面移的参数化变量设置示意图。图 10a、图10b、图10c和图10d分别揭示了根据本发明一实施例的吸能模块有限元模型的开孔区域初始状态、底面移动、上表面移动和下表面移动的结构示意图。如图4a、图4b和图4c所示，并结合图10a-10d，按照以下方式移动2D Morph 的节点，实现吸能泡沫的有限元模型开孔区域的尺寸变小。

如图10a所示，吸能泡沫开孔区域的初始状态中，2D Morph对应的底面、上表面和下表面都处于初始状态，没有移动，

首先，如图4a所示，吸能泡沫开孔区域的底面的2D Morph沿着斜边往前移动第一距离x1，移动后的示意图如图10b所示；

之后，如图4b所示，吸能泡沫开孔区域的上表面的2D Morph往下移动第二距离x2，移动后的示意图如图10c所示；

最后，如图4c所示，吸能泡沫开孔区域的下表面的2D Morph往上移动第三距离x3，移动后的示意图如图10d所示。

完成上述三步操作，吸能泡沫的开孔区域的形状变小。

步骤6：对有限元模型表面的三角形壳单元进行网格重构，生成满足网格单元质量要求的三角形壳单元。

吸能泡沫开孔区域变化后，2D Morph相关开孔区域的三角形壳单元网格发生拉伸或者压缩，网格单元质量下降。因此，需要对吸能泡沫有限元模型表面的三角形壳单元进行网格重构，使得新生成的三角形壳单元满足网格单元质量要求。

如图9e所示，吸能泡沫的有限元模型开孔区域的三角形壳单元网格发生拉伸或者压缩，网格单元质量下降，对吸能泡沫有限元模型表面的三角形壳单元进行网格重构，使得新生成的三角形壳单元满足网格单元质量要求。

三角形壳单元的网格单元质量，与最长边长和最短边长的比率相关，成反比关系，即最长边长和最短边长的比率越大，网格质量就越差。三角形壳单元网格质量最佳时，对应的三角形为等边三角形，三角形的三条边长相等。

一般来说，三角形壳单元网格质量满足预设的最长边长和最短边长的比率，即认为满足网格单元质量要求。

步骤7：由重构的三角形壳单元生成新的吸能模块的四面体体单元，并赋予原来四面体体单元的材料模型属性。

由吸能泡沫重构后的全封闭的三角形壳单元，生成新的吸能泡沫四面体体单元，并赋予原来四面体体单元的材料模型属性。

如图9f所示，由重构后生成的新的三角形壳单元，生成新的四面体体单元，并赋予原来的材料模型属性。

步骤8：删除重构的三角形壳单元。

删除之前生成的吸能泡沫表面的三角形壳单元，从而完成吸能泡沫有限元模型的建立，可以进入有限元分析过程。

如图9g所示，删除吸能泡沫表面的三角形壳单元，完成吸能泡沫有限元模型的建立。

可选的，利用CAE前处理工具的二次开发插件，将上述步骤5到步骤8，通过编程生成脚本文件。

该脚本文件将吸能泡沫开孔的变化设置成参数化变量。

在数值优化软件中可以调用该脚本文件，实现吸能泡沫开孔的自动变化，利用优化算法，进行数值优化分析，获取满足小腿碰撞性能和低速碰撞性能要求的最佳泡沫开孔尺寸。

本发明提出的方法同样适用于网格单元类型为四面体体单元的其他类型的有限元模型的几何参数化变形，包括并不限于所有的四面体体单元CFD (Computational FluidDynamics，计算流体动力学)模型的几何参数化变形、四面体体单元铸体有限元模型的几何参数化变形等。

本发明提出的方法同样适用于吸能模块的其他材料，并不限于吸能泡沫，吸能模块的位置也并不一定在汽车前端，吸能模块的材料和位置不影响本发明方法的实现。

下面再以一个具体的汽车前端吸能泡沫为例，说明如何自动化的缩小汽车前端吸能泡沫有限元模型的开孔区域尺寸。

该吸能泡沫前端有两个开孔，后端有三个开孔。

初始状态下，如图11a所示，该吸能泡沫前端正面设置了2个开孔；

初始状态下，吸能泡沫前端开孔的截面如图5a所示，开孔的深度为55mm，高度为50mm。图5a为图11a所示的吸能泡沫沿A-A面的截面图。

初始状态下，如图11b所示，该吸能泡沫后端背面设置了3个开孔。

初始状态下，吸能泡沫后端开孔的截面如图5b所示，开孔的深度为55mm，高度为50mm。图5b为图11b所示的吸能泡沫沿B-B面的截面图。

本实施例中，需要将吸能泡沫的所有开孔区域的尺寸缩小，其中开孔的深度缩小10mm，高度缩小为20mm。

步骤1：导入吸能泡沫的有限元模型。

步骤2：根据有限元模型的外表面，生成全封闭的三角形壳单元。

步骤3：删除有限元模型的四面体体单元，保留材料模型属性。

步骤4：在有限元模型的开孔区域的壳单元上建立二维网格变形控制块。

上述步骤1至步骤4可以通过人工手动方式，按步骤一一实现。

步骤5：移动二维网格变形控制块的节点，实现有限元模型的开孔区域的尺寸变化。

步骤6：对有限元模型表面的三角形壳单元进行网格重构，生成满足网格单元质量要求的三角形壳单元。

步骤7：由重构的三角形壳单元生成新的吸能模块的四面体体单元，并赋予原来四面体体单元的材料模型属性。

步骤8：删除重构的三角形壳单元。

上述步骤5至步骤8可以通过编程，生成自动控制吸能泡沫开孔变化的脚本文件自动实现。

该脚本包括3个参数化变量，分别是：开孔底面往前移动量第一距离x1，开孔上表面往下移动量第二距离x2，开孔下表面往上移动量第三距离x3。

在步骤1至步骤4结束后，调用自动控制吸能泡沫开孔变化的脚本文件，其中三个变量，x1、x2、x3分别设置为11.54mm、10mm、10mm。

需要说明的是，x1的变化是沿着斜边变化的，斜边和垂直线有存在夹角，本实施例中，夹角为60°，如果开孔底面要往深度方向(即垂直线)移动10mm，则需要在四条斜边上移动10/sin(60°)＝11.54mm。

运行完脚本、参数化变形后，生成新的吸能泡沫有限元模型。

参数化变形后，生成的吸能泡沫有限元模型的前端正面设置的2个开孔，如图12a所示，开孔区域的尺寸已经缩小。

参数化变形后，生成的吸能泡沫有限元模型的前端开孔的截面如图6a所示，开孔的深度为45mm，高度为30mm，开孔区域的尺寸已经缩小。图6a为图12a所示的吸能泡沫沿C-C面的截面图。

参数化变形后，生成的吸能泡沫有限元模型的后端背面设置的3个开孔，如图12b所示，开孔区域的尺寸已经缩小。

参数化变形后，生成的吸能泡沫有限元模型的后端开孔的截面如图6b所示，开孔的深度为45mm，高度为30mm，开孔区域的尺寸已经缩小。图6b为图12b所示的吸能泡沫沿D-D面的截面图。

另外，本发明揭示了计算机可读存储介质，计算机程序存储于存储介质上，被处理器读取后运行计算机程序以执行如前述实施例所述的方法。

另外，图7揭示了实现本发明方法的计算机系统的原理图，如图7所示，本发明揭示了一种计算机系统，包括存储介质20、处理器10和计算机程序21，计算机程序21存储于存储介质20上，处理器10从存储介质20读取计算机程序21后运行该计算机程序以执行前述实施例所述的方法。

本发明提供的一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法、介质和系统，实现吸能模块有限元模型开孔尺寸的自动变化，其变化过程可设置成参数化变量，结合数值优化软件，通过优化算法，优化吸能泡沫有限元模型开孔尺寸。

本发明提供的一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法、介质和系统，具体具有以下有益效果：

建模过程高度自动化，用户一旦建立参数化模型，即可调用设置的脚本，快速生成不同开孔尺寸的吸能泡沫的四面体体单元有限元模型，并通过数值优化方法，获得同时满足小腿碰撞性能和低速碰撞性能要求的最佳泡沫开孔尺寸，从而缩短汽车前端吸能泡沫的开发周期和降低开发费用。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，其特征在于，包括：

步骤1、导入吸能模块的有限元模型，所述有限元模型采用四面体体单元，所述四面体体单元的表面均为三角形；

步骤2、根据有限元模型的外表面，生成全封闭的三角形壳单元；

步骤3、删除有限元模型的四面体体单元，保留材料模型属性；

步骤4、在有限元模型的开孔区域的壳单元上建立二维网格变形控制块，所述二维网格变形控制块，关联其覆盖的三角形壳单元；

步骤5、移动二维网格变形控制块的节点，实现有限元模型的开孔区域的尺寸变化；

步骤6、对有限元模型表面的三角形壳单元进行网格重构，生成满足网格单元质量要求的三角形壳单元；

步骤7、由重构的三角形壳单元生成新的吸能模块的四面体体单元，并赋予原来四面体体单元的材料模型属性；

步骤8、删除重构的三角形壳单元。

2.根据权利要求1所述的吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，其特征在于，所述步骤5中，在有限元模型的三维空间中，移动二维网格变形控制块的节点，二维网格变形控制块的形状发生更改，二维网格变形控制块相关联的三角形壳单元的位置和形状发生对应的改变。

3.根据权利要求2所述的吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，其特征在于，所述步骤5中，开孔区域的底面的二维网格变形控制块的节点往前移动第一距离，开孔区域的上表面的二维网格变形控制块的节点往下移动第二距离，开孔区域的下表面的二维网格变形控制块的节点往上移动第三距离，开孔区域的尺寸变小。

4.根据权利要求1所述的吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，其特征在于，所述步骤5至步骤8，通过编程生成脚本文件，将开孔区域的变形控制设置为参数化变量。

5.根据权利要求1所述的吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，其特征在于，所述步骤6中，网格单元的质量，与三角形壳单元的最长边长和最短边长的比率成反比，比率越大，质量越差。

6.根据权利要求1所述的吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，其特征在于，所述三角形壳单元的厚度为0.1mm。

7.根据权利要求1所述的吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，其特征在于，所述步骤1至步骤8，在计算机辅助工程软件的前处理过程中进行。

8.根据权利要求1所述的吸能模块有限元模型开孔参数化变形方法，其特征在于，所述吸能模块为汽车前端吸能泡沫。

9.一种计算机可读存储介质，计算机程序存储于存储介质上，其特征在于，被处理器读取后运行计算机程序以执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。

10.一种计算机系统，包括存储介质、处理器和计算机程序，计算机程序存储于存储介质上，其特征在于，处理器从存储介质读取计算机程序后运行该计算机程序以执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。

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