CN118036363A - 一种并行建立网格有限元模型的方法、系统、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有限元分析技术领域，具体地说，涉及一种并行建立网格有限元模型的方法、系统、设备及介质；通过预处理结构数据，建立初步的自然网格有限元模型GFem，将有限元模型GFem分解为相对独立的子模型GFem_k发送至子建模单元，实现了子模型GFem_k的独立检查，以模块的形式集成最终的自然网格有限元模型GFem2，有效地缩短了建模周期，实现自然网格有限元模型的快速建立与更新，避免了模型集成后由于设计数据增加带来的检查困难等潜在风险问题，有效地提高了建模质量；同时，通过设置子建模单元并行建模，有效缓解了自然网格有限元建模过程中人力资源调配不合理的问题。

Description

一种并行建立网格有限元模型的方法、系统、设备及介质

技术领域

本发明涉及有限元分析技术领域，具体地说，涉及一种并行建立网格有限元模型的方法、系统、设备及介质。

背景技术

有限元模型在现代强度设计过程中占据决定性地位，在航空、航天、船舶、机械等专业领域，自然网格有限元模型是主要使用的强度分析模型，用于计算整体变形及结构内力。自然网格有限元模型以结构骨架数模，如以飞机机身按照框、长桁，机翼按照梁和肋为网格划分基础，以反映结构主承力构件传力特征为主要目的。

从设计内容看，自然网格有限元模型建模数据庞大，建模过程复杂；从设计要求看，设计端的经济性要求有限元模型应尽力遵循“短周期、快迭代”原则，因此如何匹配设计理念和项目需求，实现快速建立高质量的自然网格有限元模型，是设计人员重点关注的问题。

自然网格建模规范要求自然网格模型必须基于骨架位置划分网格，按照规则对节点、单元、材料、属性、坐标系等编号，完善表征结构特征的属性，最终形成满足要求的自然网格有限元模型。自然网格有限元建模普遍存在工作量大、工作内容复杂和检查手段缺乏等特点，在目前的建模实践中，自然网格有限元建模主要采用传统的串行封闭式流程模式，即上述规范要求中涉及到的建模环节是串联运行的，由项目负责人全程建模。现行建模方法存在以下问题，一是串行建模造成建模周期过长，节点控制有风险，且在方案迭代阶段，很难快速更新模型，无法保证结构数模与有限元模型的一致性。二是串行建模使得模型数据难以分解，因为设计数据量大造成模型检查困难，不可避免地增加质量风险；三是串行建模严重依赖负责人完成，其余设计人员很难在多环节高效参与，使得项目要求与人力资源配置不合理的矛盾越来越突出。

发明内容

本发明针对现有技术中建模周期过长、无法保证结构数模与有限元模型的一致性、模型数据难以分解，人力资源配置不合理的问题，提出一种并行建立网格有限元模型的方法、系统、设备及介质，通过预处理结构数据，建立初步的自然网格有限元模型GFem，将有限元模型GFem分解为相对独立的子模型GFem_k发送至子建模单元，实现了子模型GFem_k的独立检查，以模块的形式集成最终的自然网格有限元模型GFem2，有效地缩短了建模周期，实现自然网格有限元模型的快速建立与更新，避免了模型集成后由于设计数据增加带来的检查困难等潜在风险问题，有效地提高了建模质量；同时，通过设置子建模单元并行建模，有效缓解了自然网格有限元建模过程中人力资源调配不合理的问题。

本发明具体实现内容如下：

本发明提出一种并行建立网格有限元模型的方法，包括以下步骤：

步骤1：从总建模单元获取结构数据，并将结构数据进行预处理；

步骤2：绘制出所有骨架元素结构外形的理论轴线，根据获取的结构数据，将理论轴线作为自然网格有限元模型GFem的几何输入，建立初步的自然网格有限元模型GFem；

步骤3：将自然网格有限元模型GFem按照结构类型分解为多个自然网格有限元子模型GFem_k，并将自然网格有限元子模型GFem_k发送至对应结构的子建模单元；

步骤4：将结构数据、单元属性参数、单元坐标系、属性卡编号输入至自然网格有限元子模型GFem_k，得到完善后的自然网格有限元子模型GFem_k，并发送至总建模单元；

步骤5：从总建模单元获取完善后的自然网格有限元子模型GFem_k，并以模块的形式集成最终的自然网格有限元模型GFem2。

为了更好地实现本发明，更进一步地，所述步骤1的具体操作为：从总建模单元获取结构数模Product_M、结构骨架文件Part_GJ，检查结构数模Product_M的完整性，预处理骨架文件Part_GJ。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤2的具体步骤为：

步骤21：绘制出所有骨架元素结构外形的理论轴线，以理论轴线交点为网格节点划分网格；

步骤22：将网格的网格尺寸、2D网格边界、1D网格连接、重节点进行网格质量检查；

步骤23：定义材料卡，并在材料卡上设置材料信息；

步骤24：将理论轴线作为自然网格有限元模型GFem的几何输入，建立初步的自然网格有限元模型GFem，并将自然网格有限元模型GFem的节点、单元、坐标系、材料、属性进行编号。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤5中获取的完善后的自然网格有限元子模型GFem_k中不包含完善前的自然网格有限元子模型GFem_k模型的节点卡和材料卡。

为了更好地实现本发明，进一步地，在进行所述步骤4时只能对单元属性参数、单元坐标系、属性卡编号进行编辑，以及进行子模型检查操作，其他模型信息均不能修改。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤5中集成的自然网格有限元模型GFem2包括模型单元卡、属性卡、节点卡、材料卡、特殊卡片；所述模型单元卡、属性卡从完善后的自然网格有限元子模型GFem_k获取；所述节点卡、材料卡、特殊卡片从步骤2建立的初步的自然网格有限元模型GFem中获取。

为了更好地实现本发明，进一步地，步骤1中所述结构骨架文件Part_GJ包括结构外形文件；所述结构外形文件包括参考点元素、参考线元素、参考面元素。

基于上述提出的并行建立网格有限元模型的方法，为了更好地实现本发明，进一步地，提出一种并行建立网格有限元模型的系统，包括总建模单元、子建模单元、初始单元、创建单元、分解单元、完善单元、集成单元；

所述初始单元，用于从总建模单元获取结构数据，并将结构数据进行预处理；

所述创建单元，用于建立初步的自然网格有限元模型GFem；

所述分解单元，用于将自然网格有限元模型GFem按照不同结构分解为多个自然网格有限元子模型GFem_k；

所述完善单元，用于将结构数据、单元属性参数、单元坐标系、属性卡编号输入至自然网格有限元子模型GFem_k，得到完善后的自然网格有限元子模型GFem_k；

所述集成单元，用于将从总建模单元获取完善后的自然网格有限元子模型GFem_k以模块的形式集成最终的自然网格有限元模型GFem2；

所述总建模单元，用于存储结构数据，并将接收的完善后的自然网格有限元子模型GFem_k发送至集成单元；

所述子建模单元，用于将接收的对应结构的自然网格有限元子模型GFem_k发送至总建模单元。

基于上述提出的并行建立网格有限元模型的方法，为了更好地实现本发明，进一步地，提出一种电子设备，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的并行建立网格有限元模型的方法。

基于上述提出的并行建立网格有限元模型的方法，为了更好地实现本发明，进一步地，提出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的并行建立网格有限元模型的方法。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提出的一种并行建立网格有限元模型的方法，实现了自然网格有限元建模过程的多环节并行协同，有效缩短了建模周期，实现了产品设计的短周期要求，且在设计阶段能够快速更新有限元模型，保证结构数模和有限元模型状态的一致性；

(2)本发明提出的一种并行建立网格有限元模型的方法，使得建模过程中有限元模型变为“总分总”模式，模型可分解为相对独立的子模型，模型数据量相对较小，避免了设计数据量大造成模型检查困难，降低了模型质量风险；

(3)本发明提供的一种并行建立网格有限元模型的方法，使得子建模单元参与到建模各个环节，且各个子建模单元独立并行建模，有效缓解了人力资源配置不合理的问题；

(4)本发明依据建模工作量，工作难度，人员能力等几个维度按照规则做模型分解，解决了模型如何分解能兼顾质量效率和项目进度的问题；

(5)本发明建立总建模单元在并行建模过程中的数据处理方法、可更改的参数要求及子模型传递方法，解决了子模型建模过程中数据控制方法，避免模型整合发生错误；

(6)本发明建立模型集成方法，包括集成的模型数据卡管理方法，避免了模型整合后数据发生重复或缺失，由此导致模型错误的问题；

(7)本发明解决了模型分解与整合、关键建模环节并行合作、模型数据传递等关键问题，在提高建模效率和建模质量，有效配置人力资源方面具有显著优势。

附图说明

图1为本发明的实施步骤的流程示意图；

图2本发明实施例中为某型飞机基于总体骨架做出的理论轴线示意图；

图3为本发明实施例中建立初步的自然网格有限元模型Gfem示意图；

图4为本发明实施例中向子模型单元发送子模型分解示意图；

图5为本发明实施例中基于MSC.Nastran软件的模型卡片管理示意图；

图6为本发明实施例中最终集成的自然网格有限元模型Gfem2示意图；

图7根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

本实施例提出一种并行建立网格有限元模型的方法，包括以下步骤：

步骤1：从总建模单元获取结构数据，并将结构数据进行预处理；

步骤2：在结构外形上作出所有骨架元素的理论轴线，根据获取的结构数据，将理论轴线作为自然网格有限元模型GFem的几何输入，建立初步的自然网格有限元模型GFem；

步骤3：将自然网格有限元模型GFem按照结构类型分解为多个自然网格有限元子模型GFem_k，并将自然网格有限元子模型GFem_k发送至对应结构的子建模单元；

步骤4：将结构数据、单元属性参数、单元坐标系、属性卡编号输入至自然网格有限元子模型GFem_k，得到完善后的自然网格有限元子模型GFem_k，并发送至总建模单元；

步骤5：从总建模单元获取完善后的自然网格有限元子模型GFem_k，并以模块的形式集成最终的自然网格有限元模型GFem2。

工作原理：本实施例提出一种并行建立网格有限元模型的方法，通过预处理结构数据，建立初步的自然网格有限元模型GFem，将有限元模型GFem分解为相对独立的子模型GFem_k发送至子建模单元，实现了子模型GFem_k的独立检查，以模块的形式集成最终的自然网格有限元模型GFem2，有效地缩短了建模周期，实现自然网格有限元模型的快速建立与更新，避免了模型集成后由于设计数据增加带来的检查困难等潜在风险问题，有效地提高了建模质量；同时，通过设置子建模单元并行建模，有效缓解了自然网格有限元建模过程中人力资源调配不合理的问题。

本实施例是在关键环节并行协同建模，这个关键环节的确定由以下几方面决定：

1、该环节可否拆分至子模型进行，由于自然网格有限元模型要求所有涉及到的元素，包括：节点、单元、属性、坐标系等等均需按照规范发布的规则，包括模型简化规则、编号规则等，如果该环节拆分后导致不同子模型之间的模型边界处无法适用规则，则该环节不可拆分，即不作为关键环节。如壁板子模型和框子模型在网格划分环节无法并行建模，这是由于上述两个子模型共用所有的节点，如果拆分，导致节点位置不匹配及编号重用，直接导致模型出错。

2、该环节所执行的行为在模型整合后是否会发生数据变化。关键环节并行，一定是在建模全过程中相互独立不受干涉的。如果在子模型建立后交由总建模单元汇总过程中发生数据变化，则该环节应在模型汇总后进行，而不能作为关键环节在子模型中并行执行。如属性定义可并行建模，且在模型汇总后不发生数据变化；而节点单元编号不可并行协同建模，因为在汇总后，任意两个子模型的边界区域节点编号会出现编号冲突问题而导致编号变化，使得模型不合规范要求，发生错误项。

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上，对本方案的具体步骤进行说明。

所述步骤1的具体操作为：从总建模单元获取结构数模Product_M、结构骨架文件Part_GJ，检查结构数模Product_M的完整性，预处理骨架文件Part_GJ。

步骤1中所述结构骨架文件Part_GJ包括结构外形文件；所述结构外形文件包括参考点元素、参考线元素、参考面元素。

所述步骤2的具体步骤为：

步骤21：在结构外形上作出所有骨架元素的理论轴线，以理论轴线交点为网格节点划分网格；

步骤22：将网格的网格尺寸、2D网格边界、1D网格连接、重节点进行网格质量检查；

步骤23：定义材料卡，并在材料卡上设置材料信息；

步骤24：将理论轴线作为自然网格有限元模型GFem的几何输入，建立初步的自然网格有限元模型GFem，并将自然网格有限元模型GFem的节点、单元、坐标系、材料、属性进行编号。

在进行所述步骤4时只能对单元属性参数、单元坐标系、属性卡编号进行编辑，以及进行子模型检查操作，其他模型信息均不能修改。

所述步骤5中获取的完善后的自然网格有限元子模型GFem_k中不包含完善前的自然网格有限元子模型GFem_k模型的节点卡和材料卡。

所述步骤5中集成的自然网格有限元模型GFem2包括模型单元卡、属性卡、节点卡、材料卡、特殊卡片；所述模型单元卡、属性卡从完善后的自然网格有限元子模型GFem_k获取；所述节点卡、材料卡、特殊卡片从步骤2建立的初步的自然网格有限元模型GFem中获取。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，提出一种并行建立网格有限元模型的系统，包括总建模单元、子建模单元、初始单元、创建单元、分解单元、完善单元、集成单元；

所述初始单元，用于从总建模单元获取结构数据，并将结构数据进行预处理；

所述创建单元，用于建立初步的自然网格有限元模型GFem；

所述分解单元，用于将自然网格有限元模型GFem按照不同结构分解为多个自然网格有限元子模型GFem_k；

所述完善单元，用于将结构数据、单元属性参数、单元坐标系、属性卡编号输入至自然网格有限元子模型GFem_k，得到完善后的自然网格有限元子模型GFem_k；

所述集成单元，用于将从总建模单元获取完善后的自然网格有限元子模型GFem_k以模块的形式集成最终的自然网格有限元模型GFem2；

所述总建模单元，用于存储结构数据，并将接收的完善后的自然网格有限元子模型GFem_k发送至集成单元；

所述子建模单元，用于将接收的对应结构的自然网格有限元子模型GFem_k发送至总建模单元。

本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，以一个具体的实施例进行详细说明。

步骤S1：从总建模单元获取设计冻结的结构数模Product_M及结构骨架文件Part_GJ，检查结构数模的完整性，对骨架文件Part_GJ做预处理，在结构外形上作出所有骨架元素的理论轴线，以此作为自然网格有限元模型的几何输入；

步骤S2：建立初步的自然网格有限元模型GFem；

步骤S3：按照一定规则分解自然网格有限元模型GFem，并向子建模单元B1,B2,…,Bk(k＝1,2,…,n，n为子建模单元的数量)发布有限元子模型GFem_1,GFem_2,…,GFem_k；

步骤S4：以结构数模Product_M为输入，按照建模规范完善子模型GFem_k，包括定义单元属性参数、单元坐标系、属性卡编号及子模型检查，其他模型信息不得更改；

步骤S5：以匹配建模软件格式的文件提交完善后的子模型GFem_k至角色A，提交模型文件中不得包含原发布模型中已有的节点卡片、材料卡片；

步骤S6：以模块形式集成子模型形成最终的自然网格有限元模型GFem2，其中，集成的模型单元卡及属性卡来源于子模型，节点卡、材料卡及特殊卡片从步骤S2的自然网格有限元模型Gfem中获取；

其中，步骤S1所述结构骨架文件应包括结构外形，结构建模使用的参考点、线、面等输入元素。

其中，步骤S2所述建立初步的自然网格有限元模型步骤如下：

S21：基础网格划分：网格节点以轴线交点为主，1D网格建立在轴线上，2D网格以四边形网格为主；

S22：网格质量检查：检查内容包括网格尺寸，2D网格边界，1D网格连接，重节点；

S23：材料卡片定义：定义材料卡并赋予准确的材料信息；

S24：模型编号：对检查无误的模型按照建模规范对节点，单元，局部坐标系及材料卡等编号。

其中，步骤S3所述分解自然网格有限元模型需保证任意一个单元不应存在于两个及以上的组里。

其中，步骤S4所述角色B1,B2,…,Bk的建模工作是并行的。

其中步骤S2中子建模单元对完善的自然网格有限元子模型进行检查进行，现有技术对模型的检查对象是整个模型，由此带来的数据量大，检查项目多，且当模型较大时候，总建模单元是不完全清楚该模型中各个不同部段的模型特征的，当对部段模型特征不完全了解时，检查难度较大，有较大的漏查风险，而通过模型分解，子模型在关键环节实现协同并行建模，如对于飞机而言，框、壁板、登机门、地板结构部段，交由熟悉对应部段的子建模模块在关键环节协同建模，同时检查其负责的子模型，一方面避免模型汇总后数据量大带来的检查风险，另一方面子建模模块更熟悉每个零件每个位置的模型特征，检查更到位。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上，结构骨架处理采用CATIA软件，模型卡片采用MSC.Nastran软件规范格式，模型前处理采用MSC.Patran软件，如图1、图2、图3、图4、图5、图6，对本发明的具体实施方式做进一步的详细描述。

工作原理：如图1所示，本实施例提出一种并行建立网格有限元模型的方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取某型飞机设计冻结的结构数模Product_5310及结构骨架文件Part_GJ，检查结构数模的完整性，对骨架文件Part_GJ做预处理，在机身外形上作出所有骨架元素的理论轴线，以此作为自然网格有限元模型的几何输入，如图2所示。

步骤S2：建立初步的自然网格有限元模型Gfem，如图3所示。

步骤S3：评估设计人员对飞机部段的熟悉程度，综合考虑建模工作量、工作难度和人员能力等多方面因素，安排总负责人负责检查总建模单元的运行，安排子建模人员负责检查子建模单元的运行；按照一定规则分解自然网格有限元模型GFem，并向参与合作子建模单元B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7发布有限元子模型GFem_1,GFem_2,GFem_3,GFem_4,GFem_5,GFem_6,GFem_7，分解结果如图4所示。

步骤S4：子建模单元B1---B7以结构数模Product_5310为输入，分别按照建模规范完善个人所属子模型，包括定义单元属性参数、单元坐标系、属性卡编号及子模型检查，其他模型信息不得更改。

步骤S5：子建模单元B1---B7以匹配建模软件MSC.Nastran格式的bdf文件提交各自完善后的子模型至总建模单元，提交模型文件中不得包含原发布模型中已有的节点卡片、材料卡片。

步骤S6：总建模单元以MSC.Nastran软件具备的include语法集成子模型形成最终的自然网格有限元模型GFem2，其中，集成的模型单元卡及属性卡来源于子模型，节点卡、材料卡及特殊卡片由总建模单元从步骤S2的自然网格有限元模型Gfem中获取，基于MSC.Nastran软件的模型卡片管理如图5所示，集成文件的include内容如下：

INCLUDE'B1 GFem1.bdf"

INCLUDE'B2GFem2.bdf"INCLUDE'B3GFem3.bdf"

INCLUDE'B4 GFem4.bdf'NCLUDE'B5 GFem5.bdf'oINCLUDE'B6 GFem6.bdf"INCLUDE'B7 GFem7.bdf"

INCLUDE'A_node.bdf'

INCLUDE'A_spc_mpc_mat.bdf"

最终集成的自然网格有限元模型Gfem2如图7所示。

根据在此实例中的应用实施可以发现：本实施例提出的方法能够实现并行合作建立自然网格有限元模型，相比现行传统建模方法，本实施例提出的方法在提高建模效率，有限配置人力资源方面具有显著优势，涉及到自然网格有限元建模的行业均可推广应用。

自然网格建模规范要求自然网格模型必须基于骨架位置划分网格，按照规则对节点、单元、材料、属性、坐标系等编号，完善表征结构特征的属性，最终形成满足要求的自然网格有限元模型。自然网格有限元建模普遍存在工作量大、工作内容复杂和检查手段缺乏等特点，在目前的建模实践中，自然网格有限元建模主要采用传统的串行封闭式流程模式，即上述规范要求中涉及到的建模环节是串联运行的，由项目负责人全程建模。

本实施例提出的并行合作建模方法，重点解决的问题：

1、依据建模工作量，工作难度，人员能力等几个维度按照规则做模型分解，解决了模型如何分解能兼顾质量效率和项目进度的问题。

2、建立子建模单元在并行建模过程中的数据处理方法：可更改的参数要求及子模型传递方法，解决了子模型建模过程中数据控制方法，避免模型整合发生错误；

3、建立模型集成方法，包括集成的模型数据卡管理方法，避免了模型整合后数据发生重复或缺失，由此导致模型错误的问题。

4、整个建模方法中，解决了模型分解与整合，关键建模环节并行合作，模型数据传递等关键问题，在提高建模效率和建模质量，有效配置人力资源方面具有显著优势，涉及到自然网格有限元建模的行业均可推广应用。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

关于上述实施例中的系统，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本公开实施例还提供一种电子设备，包括：

存储器，其上存储有计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述方法实施例提供的方法的步骤。

图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备1900的框图。例如，电子设备1900可以被提供为一服务器。参照图3，电子设备1900包括处理器1922，其数量可以为一个或多个，以及存储器1932，用于存储可由处理器1922执行的计算机程序。存储器1932中存储的计算机程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理器1922可以被配置为执行该计算机程序，以执行上述的文档摘要生成方法。

另外，电子设备1900还可以包括电源组件1926和通信组件1950，该电源组件1926可以被配置为执行电子设备1900的电源管理，该通信组件1950可以被配置为实现电子设备1900的通信，例如，有线或无线通信。此外，该电子设备1900还可以包括输入/输出(I/O)接口1958。电子设备1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如WindowsServerTM，Mac OS XTM，UnixTM，LinuxTM等等。

在另一示例性实施例中，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法实施例提供的方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器1932，上述程序指令可由电子设备1900的处理器1922执行以完成上述的文档摘要生成方法。

在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的文档摘要生成方法的代码部分。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种并行建立网格有限元模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：从总建模单元获取结构数据，并将结构数据进行预处理；

步骤2：绘制出所有骨架元素结构外形的理论轴线，根据获取的结构数据，将理论轴线作为自然网格有限元模型GFem的几何输入，建立初步的自然网格有限元模型GFem；

步骤3：将自然网格有限元模型GFem按照结构类型分解为多个自然网格有限元子模型GFem_k，并将自然网格有限元子模型GFem_k发送至对应结构的子建模单元；

步骤4：将结构数据、单元属性参数、单元坐标系、属性卡编号输入至自然网格有限元子模型GFem_k，得到完善后的自然网格有限元子模型GFem_k，并发送至总建模单元；

步骤5：从总建模单元获取完善后的自然网格有限元子模型GFem_k，并以模块的形式集成最终的自然网格有限元模型GFem2。

2.如权利要求1所述的一种并行建立网格有限元模型的方法，其特征在于，所述步骤1的具体操作为：从总建模单元获取结构数模Product_M、结构骨架文件Part_GJ，检查结构数模Product_M的完整性，预处理骨架文件Part_GJ。

3.如权利要求1所述的一种并行建立网格有限元模型的方法，其特征在于，所述步骤2的具体步骤为：

步骤21：绘制出所有骨架元素结构外形的理论轴线，以理论轴线交点为网格节点划分网格；

步骤22：将网格的网格尺寸、2D网格边界、1D网格连接、重节点进行网格质量检查；

步骤23：定义材料卡，并在材料卡上设置材料信息；

步骤24：将理论轴线作为自然网格有限元模型GFem的几何输入，建立初步的自然网格有限元模型GFem，并将自然网格有限元模型GFem的节点、单元、坐标系、材料、属性进行编号。

4.如权利要求3所述的一种并行建立网格有限元模型的方法，其特征在于，所述步骤5中获取的完善后的自然网格有限元子模型GFem_k中不包含完善前的自然网格有限元子模型GFem_k模型的节点卡和材料卡。

5.如权利要求3所述的一种并行建立网格有限元模型的方法，其特征在于，在进行所述步骤4时只能对单元属性参数、单元坐标系、属性卡编号进行编辑，以及进行子模型检查操作，其他模型信息均不能修改。

6.如权利要求4所述的一种并行建立网格有限元模型的方法，其特征在于，所述步骤5中集成的自然网格有限元模型GFem2包括模型单元卡、属性卡、节点卡、材料卡、特殊卡片；所述模型单元卡、属性卡从完善后的自然网格有限元子模型GFem_k获取；所述节点卡、材料卡、特殊卡片从步骤2建立的初步的自然网格有限元模型GFem中获取。

7.如权利要求2所述的一种并行建立网格有限元模型的方法，其特征在于，步骤1中所述结构骨架文件Part_GJ包括结构外形文件；所述结构外形文件包括参考点元素、参考线元素、参考面元素。

8.一种并行建立网格有限元模型的系统，其特征在于，包括总建模单元、子建模单元、初始单元、创建单元、分解单元、完善单元、集成单元；

所述初始单元，用于从总建模单元获取结构数据，并将结构数据进行预处理；

所述创建单元，用于建立初步的自然网格有限元模型GFem；

所述分解单元，用于将自然网格有限元模型GFem按照不同结构分解为多个自然网格有限元子模型GFem_k；

所述完善单元，用于将结构数据、单元属性参数、单元坐标系、属性卡编号输入至自然网格有限元子模型GFem_k，得到完善后的自然网格有限元子模型GFem_k；

所述集成单元，用于将从总建模单元获取完善后的自然网格有限元子模型GFem_k以模块的形式集成最终的自然网格有限元模型GFem2；

所述总建模单元，用于存储结构数据，并将接收的完善后的自然网格有限元子模型GFem_k发送至集成单元；

所述子建模单元，用于将接收的对应结构的自然网格有限元子模型GFem_k发送至总建模单元。

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1-7任一项所述的并行建立网格有限元模型的方法。

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1-7任一项所述的并行建立网格有限元模型的方法。