CN116611227A - 一种仿真精度对标测试方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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CN116611227A CN202310526645.8A CN202310526645A CN116611227A CN 116611227 A CN116611227 A CN 116611227A CN 202310526645 A CN202310526645 A CN 202310526645A CN 116611227 A CN116611227 A CN 116611227A
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张士臣
闵忠国
孙永刚
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Abstract

本申请公开了一种仿真精度对标测试方法，涉及计算机仿真技术领域，所述方法包括：对待测结构体进行仿真建模，得到仿真结构体；在仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元；获取膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力；获取待测结构体中与膜单元中预设区域对应的区域的实测面内主应力；将仿真平均面内主应力与实测面内主应力进行对标，以实现仿真精度对标测试。利用在仿真结构体表面构建薄膜的方法，能够得到特定区域的仿真应力，再通过试验及计算得到待测结构体的实测面内主应力，将仿真应力与实测面内主应力进行对比，从而能够进行仿真精度的测试，得到较为准确的仿真精度测试结果，同时为后续仿真模型修正及仿真精度的提高提供了有效支持。

Description

一种仿真精度对标测试方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及计算机仿真技术领域，特别是涉及一种仿真精度对标测试方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着计算机仿真技术的发展，其受到人们的认可程度与重视程度也在逐步提升，人们对于仿真的精度也提出了越来越高的要求。
目前，对于仿真精度的测试，也就是仿真结果的准确性验证，往往是通过人工经验或者试验结果对标进行判断，而对于大型复杂结构的仿真分析而言，大多采用试验对标的方式对仿真精度进行测试，但是试验中应变片测量的是应变片粘贴区域的表面应变值，并通过计算推出应力值，而仿真分析通常输出的是单元Von Mises等效应力值，二者无法直接比较，因而无法较为准确地得到仿真精度测试结果。
因此，如何进行仿真精度的测试，得到较为准确的仿真精度测试结果，成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
基于上述问题，本申请提供了一种仿真精度对标测试方法、装置、设备及存储介质，能够进行仿真精度的测试，得到较为准确的仿真精度测试结果。
本申请实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种仿真精度对标测试方法，所述方法包括：
对待测结构体进行仿真建模，得到仿真结构体；
在所述仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元；
获取所述膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力；
获取所述待测结构体中与所述膜单元中预设区域对应的区域的实测面内主应力；
将所述仿真平均面内主应力与所述实测面内主应力进行对标，以实现仿真精度对标测试。
可选的，所述在所述仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元，包括：
在所述仿真结构体表面构建与所述仿真结构体的面网格尺寸形状一致且与所述待测结构体共节点连接的预设厚度的膜单元。
可选的，所述方法还包括：
基于所述膜单元建立单元集，所述单元集包括所述膜单元；
增加应力场输出为输出指定集；
利用所述单元集和所述输出指定集，基于指定边界加载条件，获取所述膜单元的面内主应力；
将所述膜单元的面内主应力值最大的位置及其周围预设范围确定为预设区域。
可选的，所述获取所述膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力，包括：
选取所述膜单元中预设区域内主应力方向基本一致的多个单元；
计算所述多个单元的平均应力，得到仿真平均面内主应力。
第二方面，本申请实施例提供了一种仿真精度对标测试装置，所述装置包括：
仿真模块，用于对待测结构体进行仿真建模，得到仿真结构体；
膜单元构建模块，用于在所述仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元；
仿真应力获取模块，用于获取所述膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力；
实测应力获取模块，用于获取所述待测结构体中与所述膜单元中预设区域对应的区域的实测面内主应力；
对标测试模块，用于将所述仿真平均面内主应力与所述实测面内主应力进行对标，以实现仿真精度对标测试。
可选的，所述膜单元构建模块，具体用于：
在所述仿真结构体表面构建与所述仿真结构体的面网格尺寸形状一致且与所述待测结构体共节点连接的预设厚度的膜单元。
可选的，所述装置还包括：
单元集建立模块，用于基于所述膜单元建立单元集，所述单元集包括所述膜单元；
应力场输出模块，用于增加应力场输出为输出指定集；
面内主应力获取模块，用于利用所述单元集和所述输出指定集，基于指定边界加载条件，获取所述膜单元的面内主应力；
预设区域确定模块，用于将所述膜单元的面内主应力值最大的位置及其周围预设范围确定为预设区域。
可选的，所述仿真应力获取模块，包括：
单元选取子模块，用于选取所述膜单元中预设区域内主应力方向基本一致的多个单元；
仿真应力获取子模块，用于计算所述多个单元的平均应力，得到仿真平均面内主应力。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述仿真精度对标测试方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述仿真精度对标测试方法的步骤。
相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：
本申请通过对待测结构体进行仿真建模，得到仿真结构体；在所述仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元；获取所述膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力；获取所述待测结构体中与所述膜单元中预设区域对应的区域的实测面内主应力；将所述仿真平均面内主应力与所述实测面内主应力进行对标，以实现仿真精度对标测试。利用在仿真结构体表面构建薄膜的方法，能够得到特定区域的仿真应力，再通过试验及计算得到待测结构体的实测面内主应力，将仿真应力与实测面内主应力进行对比，从而能够进行仿真精度的测试，得到较为准确的仿真精度测试结果，同时为后续仿真模型修正及仿真精度的提高提供了有效支持。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本申请实施例提供的一种仿真精度对标测试方法流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种构建膜单元的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种仿真精度对标测试装置结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
正如前文描述，目前对于仿真精度的测试，也就是仿真结果的准确性验证，往往是通过人工经验或者试验结果对标进行判断，而对于大型复杂结构的仿真分析而言，大多采用试验对标的方式对仿真精度进行测试，但是试验中应变片测量的是应变片粘贴区域的表面应变值，并通过计算推出应力值，而仿真分析通常输出的是单元Von Mises等效应力值，二者无法直接比较，因而无法较为准确地得到仿真精度测试结果。
本申请的发明人经过研究，发明了一种仿真精度对标测试方法、装置、设备及存储介质，通过在待测结构体表面构建一层膜单元的方法，获得膜单元的面内主应力，从而进行仿真精度的测试，得到较为准确的仿真精度测试结果，并且满足了仿真与应变片测试的对标需求，为后续仿真模型修正及仿真精度的提高提供了有效支持。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
方法实施例
参见图1，该图为本申请实施例提供的一种仿真精度对标测试方法流程示意图，包括以下步骤：
S101，对待测结构体进行仿真建模，得到仿真结构体。
在步骤S101中，可以利用ANSYS等软件对待测结构体进行仿真建模，也就是对实体结构进行仿真，在计算机等电子设备中构建出与待测结构体一致的仿真模型，也就是仿真结构体。
S102，在所述仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元。
需要说明的是，所构建的预设厚度的膜单元需要足够薄，具体的，可以构建例如厚度为10-5mm的膜单元，具体厚度可以根据待测结构体的体积、表面积等参数进行确定。
需要说明的是，所构建出的膜单元与待测结构体的面网格尺寸形状可以完全一致，且二者可以为共节点连接，具体构建过程可以参见图2，该图为本申请实施例提供的一种构建膜单元的示意图，其中，由于待测结构体和仿真结构体的形状、结构完全一致，实体单元可以理解为待测结构体，也可以理解为仿真结构体。
S103，获取所述膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力。
需要说明的是，为了便于后续进行测试，选取特定的预设区域的膜单元，对其仿真平均面内主应力进行获取，仿真平均面内主应力为针对区域内主应力方向基本一致的若干单元的平均应力值。
S104，获取所述待测结构体中与所述膜单元中预设区域对应的区域的实测面内主应力。
在本申请提供的实施例中，作为一种示例，可以通过粘贴单向应变片或三向应变花应变片来获取待测结构体中与膜单元中预设区域对应的区域的实测面内主应力，具体的，可以将应变片粘贴至待测结构表面的对应位置上，从而获取实测面内主应力。
需要说明的是，应变片是一种粘贴在待测结构体被测点表面，测量待测结构体的表面应变，再根据应力-应变关系确定待测结构体表面应力状态的装置。
需要说明的是，如果使用单向应变片来获取实测面内主应力，应变片的粘贴方向应当与仿真得到的仿真平均面内主应力方向保持一致，若为三向应变花应变片，则没有粘贴方向要求。
需要说明的是，利用应变片测试出的数据还需要进行相应的计算处理，计算后的数据可以作为步骤S104中的实测面内主应力进行使用。
S105，将所述仿真平均面内主应力与所述实测面内主应力进行对标，以实现仿真精度对标测试。
利用步骤S103中得到的仿真平均面内主应力与步骤S104中得到的实测面内主应力进行对标，能够得到对标结果，利用对标结构能够得知仿真精度，从而实现仿真精度对标测试。
本申请实施例提供的仿真精度对标测试方法，通过对待测结构体进行仿真建模，得到仿真结构体；在所述仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元；获取所述膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力；获取所述待测结构体中与所述膜单元中预设区域对应的区域的实测面内主应力；将所述仿真平均面内主应力与所述实测面内主应力进行对标，以实现仿真精度对标测试。利用在仿真结构体表面构建薄膜的方法，能够得到特定区域的仿真应力，再通过试验及计算得到待测结构体的实测面内主应力，将仿真应力与实测面内主应力进行对比，从而能够进行仿真精度的测试，得到较为准确的仿真精度测试结果，同时为后续仿真模型修正及仿真精度的提高提供了有效支持。
由于本申请旨在通过构建薄膜单元间接得到仿真结构体表面的应力，因此可以通过在仿真结构体表面构建与仿真结构体的面网格尺寸形状一致且与待测结构体共节点连接的预设厚度的膜单元，这样能够更为精确地得到仿真结构体表面的应力，从而使得仿真精度对标测试结果更为准确。
在本申请提供的实施例中，步骤S103中的预设区域可以通过以下方式获取：
基于膜单元建立单元集，所述单元集包括膜单元；增加应力场输出为输出指定集；利用所述单元集和所述输出指定集，基于指定边界加载条件，获取所述膜单元的面内主应力；将所述膜单元的面内主应力值最大的位置及其周围预设范围确定为预设区域。
通过上述方式确定预设区域，可以使得后续对实体的待测结构体进行测试时更加方便。
在本申请提供的实施例中，可以通过选取所述膜单元中预设区域内主应力方向基本一致的多个单元，计算所述多个单元的平均应力，从而得到仿真平均面内主应力。通过选取主应力方向基本一致的多个单元，能够避免其它方向应力的干扰，从而使得获得的数据更为精确，能够使仿真对标测试结果更为精确。
作为一种可能的实现方式，本申请实施例还提供了另一种仿真精度对标测试方法，包括以下步骤：
第一步，建立有限元模型，在需要进行结果对标的实体单元结构外表面附加一层厚度足够薄的膜单元，例如10-5mm。需要说明的是，膜单元与实体单元的面网格尺寸形状完全一致，且二者为共节点连接。
第二步，建立一个单元集，将所建薄膜单元放入，增加应力场输出为输出指定集。设置与试验完全相同的边界加载条件，计算膜单元的面内主应力σ11(In-PlanePrincipal)。
第三步，识别膜单元最大面内主应力附近为高风险区，选取该区域内主应力方向基本一致的若干单元，计算得到此处结构的平均面内主应力
第四步，在结构对应位置粘贴应变片进行试验测试。若为单向片，应变片的粘贴方向应与仿真得到的最大面内主应力σ11方向保持一致；若为三向应变花，则无粘贴方向要求。
第五步，将应变片测试数据进行后处理计算求得面内主应力，并与第三步仿真得到的对标，实现仿真精度考量。
本申请实施例提供的另一种仿真精度对标测试方法，通过建立有限元模型，在需要进行结果对标的实体单元结构外表面附加一层厚度足够薄的膜单元，建立一个单元集，将所建薄膜单元放入，增加应力场输出为输出指定集。设置与试验完全相同的边界加载条件，计算膜单元的面内主应力，识别膜单元最大面内主应力附近为高风险区，选取该区域内主应力方向基本一致的若干单元，计算得到此处结构的平均面内主应力，在结构对应位置粘贴应变片进行试验测试将应变片测试数据进行后处理计算求得面内主应力，并与第三步仿真得到的平均面内主应力对标，实现仿真精度对标测试。利用在仿真结构体表面构建薄膜的方法，能够得到特定区域的仿真应力，再通过试验及计算得到待测结构体的实测面内主应力，将仿真应力与实测面内主应力进行对比，从而能够进行仿真精度的测试，得到较为准确的仿真精度测试结果，同时为后续仿真模型修正及仿真精度的提高提供了有效支持。
装置实施例
参见图3，该图为本申请实施例提供的一种仿真精度对标测试装置结构示意图，包括：仿真模块301、膜单元构建模块302、仿真应力获取模块303、实测应力获取模块304以及对标测试模块305。
其中，仿真模块301，用于对待测结构体进行仿真建模，得到仿真结构体；
膜单元构建模块302，用于在所述仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元；
仿真应力获取模块303，用于获取所述膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力；
实测应力获取模块304，用于获取所述待测结构体中与所述膜单元中预设区域对应的区域的实测面内主应力；
对标测试模块305，用于将所述仿真平均面内主应力与所述实测面内主应力进行对标，以实现仿真精度对标测试。
可选的，所述膜单元构建模块302，具体用于：
在所述仿真结构体表面构建与所述仿真结构体的面网格尺寸形状一致且与所述待测结构体共节点连接的预设厚度的膜单元。
可选的，所述装置还包括：
单元集建立模块，用于基于所述膜单元建立单元集，所述单元集包括所述膜单元；
应力场输出模块，用于增加应力场输出为输出指定集；
面内主应力获取模块，用于利用所述单元集和所述输出指定集，基于指定边界加载条件，获取所述膜单元的面内主应力；
预设区域确定模块，用于将所述膜单元的面内主应力值最大的位置及其周围预设范围确定为预设区域。
可选的，仿真应力获取模块303，包括：
单元选取子模块，用于选取所述膜单元中预设区域内主应力方向基本一致的多个单元；
仿真应力获取子模块，用于计算所述多个单元的平均应力，得到仿真平均面内主应力。
本申请实施例提供的一种仿真精度对标测试装置，利用仿真模块、膜单元构建模块、仿真应力获取模块、实测应力获取模块以及对标测试模块，通过对待测结构体进行仿真建模，得到仿真结构体；在所述仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元；获取所述膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力，获取所述待测结构体中与所述膜单元中预设区域对应的区域的实测面内主应力；将所述仿真平均面内主应力与所述实测面内主应力进行对标，以实现仿真精度对标测试。利用在仿真结构体表面构建薄膜的方法，能够得到特定区域的仿真应力，再通过试验及计算得到待测结构体的实测面内主应力，将仿真应力与实测面内主应力进行对比，从而能够进行仿真精度的测试，得到较为准确的仿真精度测试结果，同时为后续仿真模型修正及仿真精度的提高提供了有效支持。
电子设备实施例
参见图4，该图为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图，包括：
存储器11，用于存储计算机程序；
处理器12，用于执行所述计算机程序时实现上述任意方法实施例所述的仿真精度对标测试方法的步骤。
在本实施例中，设备可以是车载电脑、PC(Personal Computer，个人电脑)，也可以是智能手机、平板电脑、掌上电脑、便携计算机等终端设备。
该设备可以包括存储器11、处理器12和总线13。
其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是设备的内部存储单元，例如该设备的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是设备的外部存储设备，例如设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器11还可以既包括设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11不仅可以用于存储安装于设备的应用软件及各类数据，例如执行仿真精度对标测试方法的程序代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序代码或处理数据，例如执行仿真精度对标测试方法的程序代码等。
该总线13可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
进一步地，设备还可以包括网络接口14，网络接口14可选的可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等)，通常用于在该设备与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该设备还可以包括用户接口15，用户接口15可以包括显示器(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的用户接口15还可以包括标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
图4仅示出了具有组件11-15的设备，本领域技术人员可以理解的是，图4示出的结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
可读存储介质实施例
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意方法实施例所述的仿真精度对标测试方法的步骤。
其中，该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备及存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置、设备及存储介质实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种仿真精度对标测试方法，其特征在于，所述方法包括：
对待测结构体进行仿真建模，得到仿真结构体；
在所述仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元；
获取所述膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力；
获取所述待测结构体中与所述膜单元中预设区域对应的区域的实测面内主应力；
将所述仿真平均面内主应力与所述实测面内主应力进行对标，以实现仿真精度对标测试。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元，包括：
在所述仿真结构体表面构建与所述仿真结构体的面网格尺寸形状一致且与所述待测结构体共节点连接的预设厚度的膜单元。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述膜单元建立单元集，所述单元集包括所述膜单元；
增加应力场输出为输出指定集；
利用所述单元集和所述输出指定集，基于指定边界加载条件，获取所述膜单元的面内主应力；
将所述膜单元的面内主应力值最大的位置及其周围预设范围确定为预设区域。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力，包括：
选取所述膜单元中预设区域内主应力方向基本一致的多个单元；
计算所述多个单元的平均应力，得到仿真平均面内主应力。
5.一种仿真精度对标测试装置，其特征在于，所述装置包括：
仿真模块，用于对待测结构体进行仿真建模，得到仿真结构体；
膜单元构建模块，用于在所述仿真结构体表面构建预设厚度的膜单元；
仿真应力获取模块，用于获取所述膜单元中预设区域的仿真平均面内主应力；
实测应力获取模块，用于获取所述待测结构体中与所述膜单元中预设区域对应的区域的实测面内主应力；
对标测试模块，用于将所述仿真平均面内主应力与所述实测面内主应力进行对标，以实现仿真精度对标测试。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述膜单元构建模块，具体用于：
在所述仿真结构体表面构建与所述仿真结构体的面网格尺寸形状一致且与所述待测结构体共节点连接的预设厚度的膜单元。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
单元集建立模块，用于基于所述膜单元建立单元集，所述单元集包括所述膜单元；
应力场输出模块，用于增加应力场输出为输出指定集；
面内主应力获取模块，用于利用所述单元集和所述输出指定集，基于指定边界加载条件，获取所述膜单元的面内主应力；
预设区域确定模块，用于将所述膜单元的面内主应力值最大的位置及其周围预设范围确定为预设区域。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述仿真应力获取模块，包括：
单元选取子模块，用于选取所述膜单元中预设区域内主应力方向基本一致的多个单元；
仿真应力获取子模块，用于计算所述多个单元的平均应力，得到仿真平均面内主应力。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述仿真精度对标测试方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述仿真精度对标测试方法的步骤。
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