CN111985074A - 模型化结构分析方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种模型化结构分析方法及装置，所述方法包括：将待分析的机械结构划分为多个单元，多个单元形成一个单元集；对单元的参数进行分类，获得特性参数和共性参数，每一单元均具有共性参数，共性参数包括载荷，不同单元具有不同的特性参数，多个单元的特性参数形成一特性集，多个单元的载荷形成一载荷集；将单元集输入预设的分析接口，以使分析接口基于预设分析算法，对每个单元分别进行分析，获得每个单元的分析结果，预设分析算法形成一分析集，多个单元的分析结果形成一结果集；显示单元集、特性集、载荷集、分析集及结果集形成的模型。本发明可实现工程方法程序的标准化，具有分类明确、易于调整、适应性强的优势。

Description

模型化结构分析方法及装置
技术领域
本发明涉及工程分析领域，尤其涉及一种模型化结构分析方法及装置。
背景技术
工程知识的方法程序通常是从架构上进行方法驱动，其工程知识方法通常分为原始数据输入、理论计算、输出，一般来说在软件技术实现中是面向过程的，整个方法程序是一堆入文件和结果输出文件，输入数据的整理、分类与管理以及可视化无法做到清晰明了。这会带来两类问题：1、工程应用时经常会因为输入文件中个别数据错误，导致计算结果出错，再回溯问题时很难发现哪些参数有问题，这已经给工程技术人员带来很大的困扰。2、工程知识方法通常由一个工程师按照自己的理解和习惯写完之后，很难给其他工程师应用，存在数据整理习惯不同，操作流程不同等障碍。
发明内容
针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种模型化结构分析方法及装置。
本发明实施例的第一方面提供一种模型化结构分析方法，所述方法包括：
将待分析的机械结构划分为多个单元，多个所述单元形成一个单元集；
对单元的参数进行分类，获得特性参数和共性参数，每一单元均具有所述共性参数，所述共性参数包括载荷，不同所述单元具有不同的特性参数，多个所述单元的特性参数形成一特性集，多个所述单元的载荷形成一载荷集；
将所述单元集输入预设的分析接口，以使所述分析接口基于预设分析算法，对每个所述单元分别进行分析，获得每个所述单元的分析结果，所述预设分析算法形成一分析集，多个所述单元的分析结果形成一结果集；
显示所述单元集、所述特性集、所述载荷集、所述分析集及所述结果集形成的模型。
可选地，所述显示所述单元集、所述特性集、所述载荷集、所述分析集及所述结果集形成的模型，包括：
显示所述单元集的第一标识及所述单元集包括的每一单元的第二标识；
显示所述特性集的第三标识及所述特性集包括的每一特性的第四标识；
显示所述载荷集的第五标识及所述载荷集包括的每一载荷的第六标识；
显示所述分析集的第七标识及所述分析集包括的每一单元的分析算法的第八标识；
显示所述结果集的第九标识及所述结果集包括的每一单元的分析结果的第十标识；或者，
基于曲线、模型三维、云图中的至少一种显示所述单元集、所述特性集、所述载荷集、所述分析集及所述结果集形成的模型。
可选地，所述特性参数包括几何特性参数、材料特性参数和约束中的至少一种。
可选地，多个所述单元对应一个或多个预设分析算法；和/或，
一个单元对应一个或多个预设分析算法；和/或，
所述预设分析算法包括稳定性分析算法和强度分析算法中的至少一种。
可选地，所述将待分析的机械结构划分为多个单元，包括：
按照待分析的机械结构的组成，将所述机械结构划分为多个单元。
本发明实施例第二方面提供了一种模型化结构分析装置，所述装置包括：
划分模块，用于将待分析的机械结构划分为多个单元，多个所述单元形成一个单元集；
分类模块，用于对单元的参数进行分类，获得特性参数和共性参数，每一单元均具有所述共性参数，所述共性参数包括载荷，不同所述单元具有不同的特性参数，多个所述单元的特性参数形成一特性集，多个所述单元的载荷形成一载荷集；
分析模块，用于将所述单元集输入预设的分析接口，以使所述分析接口基于预设分析算法，对每个所述单元分别进行分析，获得每个所述单元的分析结果，所述预设分析算法形成一分析集，多个所述单元的分析结果形成一结果集；
显示模块，用于显示所述单元集、所述特性集、所述载荷集、所述分析集及所述结果集形成的模型。
可选地，所述显示模块具体用于：
显示所述单元集的第一标识及所述单元集包括的每一单元的第二标识；
显示所述特性集的第三标识及所述特性集包括的每一特性的第四标识；
显示所述载荷集的第五标识及所述载荷集包括的每一载荷的第六标识；
显示所述分析集的第七标识及所述分析集包括的每一单元的分析算法的第八标识；
显示所述结果集的第九标识及所述结果集包括的每一单元的分析结果的第十标识；或者，
基于曲线、模型三维、云图中的至少一种显示所述单元集、所述特性集、所述载荷集、所述分析集及所述结果集形成的模型。
可选地，所述特性参数包括几何特性参数、材料特性参数和约束中的至少一种。
可选地，多个所述单元对应一个或多个预设分析算法；和/或，
一个单元对应一个或多个预设分析算法；和/或，
所述预设分析算法包括稳定性分析算法和强度分析算法中的至少一种。
可选地，所述划分模块具体用于：
按照待分析的机械结构的组成，将所述机械结构划分为多个单元。
本发明实施例提供的技术方案中，将工程知识方法程序进行模型化改造，将输入部分进行整理和归类，形成了单元集、特性集、载荷集、分析集和结果集这样的模型，形成一个行业内标准的操作流程，并对这五个部分进行可视化展示，可实现工程方法程序的标准化，具有分类明确、易于调整、适应性强的优势。
附图说明
图1为本发明一实施例中的模型化结构分析方法的方法流程示意图；
图2为现有方法程序流程示意图；
图3为本发明一实施例中的模型的结构示意图；
图4为本发明一实施例中的物理问题分解方法示意图；
图5为现有分析方法示意图；
图6为本发明一实施例中的独立分析方法示意图；
图7为本发明一实施例中的分析结果示意图；
图8为本发明一实施例中的模型的总体结构示意图；
图9为现有校核方法的流程示意图；
图10为本发明一实施例的模型化的校核流程示意图；
图11为本发明一实施例中的模型化结构分析装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，下述实施例可以进行组合。
图1为本发明一实施例中的模型化结构分析方法的方法流程示意图；本分实施例的模型化结构分析方法的执行主体可为任意具有数据分析处理功能的设备，如电脑。请参见图1，本发明实施例,模型化结构分析方法可包括S101～S104。
其中，在S101中，将待分析的机械结构划分为多个单元，多个单元形成一个单元集。
对机械结构进行分析可认为是一个物理问题，通过S101，可将一个物理问题确定为若干单元，物理问题的研究往往是针对物理关系建立数学方程，通过求解数学方程得出解。
目前，物理问题的研究流程如图2所示，从开始、数据文件的输入、方法库的计算、计算结果、到结束，整个过程是顺序执行。本发明实施例的模型的构建可将工程物理问题从面向流程变成面向对象的一种模型，如图3所示，模型内部各个环节既保持了本环节内独立的特点，同时环节之间又可以进行数据交互，环节内自身产生问题，不对其他环节造成致命影响。
本发明实施例中，单元是一个面向对象的抽象表示。单元与特性(即特性参数)和分析进行交互，施加共性参数(如载荷)后能够得出结果，整个过程是以单元为核心进行的。
可采用不同划分策略划分机械结构，例如，在一些实施例中，按照待分析的机械结构的组成，将机械结构划分为多个单元。示例性的，待分析的机械结构为飞机模型，可按照飞机模型的组成，将飞机模型划分成梁单元、板单元、三角板、杆单元和节点单元。应当理解的是，也可以采用其他策略，将机械结构划分为多个单元。
在S102中，对单元的参数进行分类，获得特性参数和共性参数，每一单元均具有共性参数，共性参数包括载荷，不同单元具有不同的特性参数，多个单元的特性参数形成一特性集，多个单元的载荷形成一载荷集。
可以理解的，共性参数不限于载荷，还可包括其他。需要说明的是，载荷是指施加在机械结构上的力。
特性参数是指每个单元的参数中与其他单元性质不同的参数，示例性的，对应板和杆这两个单元，板的参数包括：长、宽、厚，杆的参数包括：长，那么，板和杆的共性参数为长，板的特性参数包括：宽、厚。
通常，在分析机械结构之前，需要获取的机械结构的相关文件，相关文件携带有机械结构各单元的参数，包括各种已知参数、过程参数等，已知的参数会随着分析的复杂程度增加而增加，并为了后期维护方便和关系清晰明了，对已知参数进行分类处理是必不可少的步骤。本发明实施例中，将已知参数定义为单元的各类特性参数，并独立开来，单独存放和展示，便于对原始数据准确性进行校核。可选的，将原始已知参数定义为特性参数和共性参数为基础的两类数据。可选的，特性参数可包括几何特性参数、材料特性参数和约束(即自由度)中的至少一种，示例性的，特性参数可包括几何特性参数、材料特性参数(图4中的特性数据文件)和约束；当然，特性也可以包括其他。
在S103中，将单元集输入预设的分析接口，以使分析接口基于预设分析算法，对每个单元分别进行分析，获得每个单元的分析结果，预设分析算法形成一分析集，多个单元的分析结果形成一结果集。
分析接口是整个物理问题的求解器，现有分析接口接收的都是各类已知参数，随着参数的增多，分析接口变得非常复杂，不利于整个方法的维护和后期的改进，如图5所示。本发明实施例的分析接口接收的分析对象是单元集，将单元集输入分析接口，分析接口中所涉及的参数直接从单元获取，使得整个分析接口变得简洁且易维护，如图6所示。
可选的，多个所述单元对应一个或多个预设分析算法，即可采用一个预设分析算法同时分析多个单元；或者，可采用多个预设分析算法分析多个单元。
可选的，一个单元对应一个或多个预设分析算法，即可采用一个预设分析算法分析一个单元，不同单元的预设分析算法不相同；或者，可采用多个分析算法分析一个单元，不同单元的多个预设分析算法至少部分相同或至少部分不相同。
本发明实施例的预设分析算法包括稳定性分析算法和强度分析算法中的至少一种；当然，分析算法也可以包括其他。
通过获得每个单元的分析结果，表示更加明确，信息更加聚焦，便于识别和管理，如图7所示。
理模型的总体构成如图8示，这样就将一个方法程序为基础的物理问题分解为一个机理模型，其优点是将方法程序充分的分类和改造，使得一个面向过程的程序变成一个面向对象的模型。模型内部各个环节既保持了本环节内独立的特点，同时环节之间又可以进行数据交互，环节内自身产生问题，不对其他环节造成致命影响。
在S104中，显示单元集、特性集、载荷集、分析集及结果集形成的模型。
在一些实施例中，显示单元集、特性集、载荷集、分析集及结果集形成的模型的实现过程可包括：显示单元集的第一标识及单元集包括的每一单元的第二标识；显示特性集的第三标识及特性集包括的每一特性的第四标识；显示载荷集的第五标识及载荷集包括的每一载荷的第六标识；显示分析集的第七标识及分析集包括的每一单元的分析算法的第八标识；显示结果集的第九标识及结果集包括的每一单元的分析结果的第十标识。
在一些实施例中，可以基于曲线、模型三维，云图中的至少一种显示单元集、特性集、载荷集、分析集及结果集形成的模型，可实现工程方法程序的标准化。
以飞机强度校核为例，图9是现有校核方法的流程示意图，图10是本发明一实施例的模型化的校核流程示意图。现有校核流程是利用应用程序，读取bdf文件数据和/或F06文件数据，程序模型一个边界条件，然后利用预算算法，计算稳定性分析，从开始件输入到结束文件输出。本发明实施例将输入文件进行了分类，每一个小类都可以进行信息查看，并能对模型进行显示，极大的提升了系统应用的友好性。
本发明实施例将工程知识方法程序进行模型化改造，将输入部分进行整理和归类，形成了单元集、特性集、载荷集、分析集和结果集这样的模型，形成一个行业内标准的操作流程，并对这五个部分进行可视化展示，可实现工程方法程序的标准化，具有分类明确、易于调整、适应性强的优势。
另外，本发明实施例将通常的工程方法向模型化处理方式，可针对常用的工程方法进行提炼和升级，将模型的作用充分发挥，可以使得工程方法在解决实际问题的过程中更加容易理解，同时也便于整个软件分析系统的构建。
上面对本发明实施例中的模型化结构分析方法进行了描述，下面对本发明实施例中的模型化结构分析装置进行描述。
请参见图11，本发明实施例的模型化结构分析装置可包括：
划分模块，用于将待分析的机械结构划分为多个单元，多个单元形成一个单元集；
分类模块，用于对单元的参数进行分类，获得特性参数和共性参数，每一单元均具有共性参数，共性参数包括载荷，不同单元具有不同的特性参数，多个单元的特性参数形成一特性集，多个单元的载荷形成一载荷集；
分析模块，用于将单元集输入预设的分析接口，以使分析接口基于预设分析算法，对每个单元分别进行分析，获得每个单元的分析结果，预设分析算法形成一分析集，多个单元的分析结果形成一结果集；
显示模块，用于显示单元集、特性集、载荷集、分析集及结果集形成的模型。
可选地，显示模块具体用于：
显示单元集的第一标识及单元集包括的每一单元的第二标识；
显示特性集的第三标识及特性集包括的每一特性的第四标识；
显示载荷集的第五标识及载荷集包括的每一载荷的第六标识；
显示分析集的第七标识及分析集包括的每一单元的分析算法的第八标识；
显示结果集的第九标识及结果集包括的每一单元的分析结果的第十标识；或者，
基于曲线、模型三维，云图中的至少一种显示单元集、特性集、载荷集、分析集及结果集形成的模型。
可选地，特性参数包括几何特性参数、材料特性参数和约束中的至少一种。
可选地，多个单元对应一个或多个预设分析算法；和/或，
一个单元对应一个或多个预设分析算法；和/或，
预设分析算法包括稳定性分析算法和强度分析算法中的至少一种。
可选地，划分模块具体用于：
按照待分析的机械结构的组成，将机械结构划分为多个单元。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种模型化结构分析方法，其特征在于，所述方法包括：
将待分析的机械结构划分为多个单元，多个所述单元形成一个单元集；
对单元的参数进行分类，获得特性参数和共性参数，每一单元均具有所述共性参数，所述共性参数包括载荷，不同所述单元具有不同的特性参数，多个所述单元的特性参数形成一特性集，多个所述单元的载荷形成一载荷集；
将所述单元集输入预设的分析接口，以使所述分析接口基于预设分析算法，对每个所述单元分别进行分析，获得每个所述单元的分析结果，所述预设分析算法形成一分析集，多个所述单元的分析结果形成一结果集；
显示所述单元集、所述特性集、所述载荷集、所述分析集及所述结果集形成的模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述显示所述单元集、所述特性集、所述载荷集、所述分析集及所述结果集形成的模型，包括：
显示所述单元集的第一标识及所述单元集包括的每一单元的第二标识；
显示所述特性集的第三标识及所述特性集包括的每一特性的第四标识；
显示所述载荷集的第五标识及所述载荷集包括的每一载荷的第六标识；
显示所述分析集的第七标识及所述分析集包括的每一单元的分析算法的第八标识；
显示所述结果集的第九标识及所述结果集包括的每一单元的分析结果的第十标识；或者，
基于曲线、模型三维、云图中的至少一种显示所述单元集、所述特性集、所述载荷集、所述分析集及所述结果集形成的模型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特性参数包括几何特性参数、材料特性参数和约束中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个所述单元对应一个或多个预设分析算法；和/或，
一个单元对应一个或多个预设分析算法；和/或，
所述预设分析算法包括稳定性分析算法和强度分析算法中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将待分析的机械结构划分为多个单元，包括：
按照待分析的机械结构的组成，将所述机械结构划分为多个单元。
6.一种模型化结构分析装置，其特征在于，所述装置包括：
划分模块，用于将待分析的机械结构划分为多个单元，多个所述单元形成一个单元集；
分类模块，用于对单元的参数进行分类，获得特性参数和共性参数，每一单元均具有所述共性参数，所述共性参数包括载荷，不同所述单元具有不同的特性参数，多个所述单元的特性参数形成一特性集，多个所述单元的载荷形成一载荷集；
分析模块，用于将所述单元集输入预设的分析接口，以使所述分析接口基于预设分析算法，对每个所述单元分别进行分析，获得每个所述单元的分析结果，所述预设分析算法形成一分析集，多个所述单元的分析结果形成一结果集；
显示模块，用于显示所述单元集、所述特性集、所述载荷集、所述分析集及所述结果集形成的模型。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述显示模块具体用于：
显示所述单元集的第一标识及所述单元集包括的每一单元的第二标识；
显示所述特性集的第三标识及所述特性集包括的每一特性的第四标识；
显示所述载荷集的第五标识及所述载荷集包括的每一载荷的第六标识；
显示所述分析集的第七标识及所述分析集包括的每一单元的分析算法的第八标识；
显示所述结果集的第九标识及所述结果集包括的每一单元的分析结果的第十标识；或者，
基于曲线、模型三维、云图中的至少一种显示所述单元集、所述特性集、所述载荷集、所述分析集及所述结果集形成的模型。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述特性参数包括几何特性、材料特性参数和约束参数中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，多个所述单元对应一个或多个预设分析算法；和/或，
一个单元对应一个或多个预设分析算法；和/或，
所述预设分析算法包括稳定性分析算法和强度分析算法中的至少一种。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述划分模块具体用于：
按照待分析的机械结构的组成，将所述机械结构划分为多个单元。
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Applicant after: Digital Design Industrial Software Integration Technology (Shenzhen) Co.,Ltd.

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Applicant after: SHANGHAI DIGITAL DESIGN TECHNOLOGY CO.,LTD.

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GR01 Patent grant
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