【技术实现步骤摘要】
本专利技术总的涉及计算机辅助工程分析,更具体地涉及分层壳状结构的计算机网格模型的创建方法及其系统。
技术介绍
分层壳状结构(例如分层的复合材料)已经在从平台到飞机的工程产品中的许多应用中被使用,分层或者堆栈的壳状结构的一个特征是,材料的特性在厚度方向上从一层到另一层变化。分层壳状结构的例子是图2所示的夹层板系统200。应当注意,与平面内方向的尺寸相比,分层壳状结构的厚度通常较小。计算机辅助工程(CAE)分析已被用于帮助工程师和科学家设计产品,包括具有分层壳状结构的产品。示例性的CAE包括有限元分析(FEA)、边界元分析(BEA)等。使用CAE的一个要求是采用计算机网格模型表示产品。现有技术中采用在厚度上的不同单元类型和/或材料特性来创建这种计算机网格模型的方法是乏味和/或特设的。例如,用户操纵计算机网格模型,需要交互式图形预处理器。因此,期望有一种用于创建分层壳状结构的计算机网格模型的改进方法。
技术实现思路
本专利技术公开了一种创建表示分层壳状结构的计算机模型的方法和系统。在一个方面,在其上安装有计算机辅助工程CAE分析应用模块的计算机系统中,接收二维2-D基准网格模型和分层壳状结构的用户规定的定义。所述2-D基准网格模型包含由多个2-D基准单元连接的多个基准节点,所述2-D基准网格模型用于在所述2-D基准网格模型的厚度方向上表示所述分层壳状结构的中平面,所述用户规定的定义包括所述层的数量和每个层的特征。根据从用户规定
的定义得到的一组规则,计算沿着各基准节点的法向矢量的一组新的节点位置;在每个对应的新节点位置再生基准节点,创建用于定义计算 ...
【技术保护点】
一种创建表示分层壳状结构的计算机模型的方法,其特征在于,包括:在其上安装有计算机辅助工程CAE分析应用模块的计算机系统中,接收二维2‑D基准网格模型和分层壳状结构的用户规定的定义,所述2‑D基准网格模型包含由多个2‑D基准单元连接的多个基准节点,所述2‑D基准网格模型用于在所述2‑D基准网格模型的厚度方向上表示所述分层壳状结构的中平面,所述用户规定的定义包括所述层的数量和每个层的特征;采用所述CAE分析应用模块,获得每个所述2‑D基准单元的法向矢量;采用所述CAE分析应用模块,通过将所有连接的2‑D基准单元的法向矢量平均,获得每个基准节点的法向矢量;采用所述CAE分析应用模块,根据从用户规定的定义得到的一组规则,计算沿着各基准节点的法向矢量的一组新的节点位置;采用所述CAE分析应用模块,通过一次在一个层上、在每个对应的新节点位置再生基准节点,创建用于定义计算机模型的多个新节点,所述计算机模型表示所述分层壳状结构;以及采用所述CAE分析应用模块,根据所述用户规定的定义,在各个层形成计算机模型的对应的有限元。
【技术特征摘要】
2015.05.09 US 62/159,248;2015.05.17 US 14/714,3271.一种创建表示分层壳状结构的计算机模型的方法,其特征在于,包括:在其上安装有计算机辅助工程CAE分析应用模块的计算机系统中,接收二维2-D基准网格模型和分层壳状结构的用户规定的定义,所述2-D基准网格模型包含由多个2-D基准单元连接的多个基准节点,所述2-D基准网格模型用于在所述2-D基准网格模型的厚度方向上表示所述分层壳状结构的中平面,所述用户规定的定义包括所述层的数量和每个层的特征;采用所述CAE分析应用模块,获得每个所述2-D基准单元的法向矢量;采用所述CAE分析应用模块,通过将所有连接的2-D基准单元的法向矢量平均,获得每个基准节点的法向矢量;采用所述CAE分析应用模块,根据从用户规定的定义得到的一组规则,计算沿着各基准节点的法向矢量的一组新的节点位置;采用所述CAE分析应用模块,通过一次在一个层上、在每个对应的新节点位置再生基准节点,创建用于定义计算机模型的多个新节点,所述计算机模型表示所述分层壳状结构;以及采用所述CAE分析应用模块,根据所述用户规定的定义,在各个层形成计算机模型的对应的有限元。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述每个层的特征包括标识符ID、单元类型和厚度。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述单元类型包括壳体或者实体有限元。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述每个层的特征进一步包括当所述单元类型是实体有限元时在所述厚度方向上所述单元的数量。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分层壳状单元结构不包括两个连续的层,所述连续的层是壳体有限元。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述一组规则包括以下公式:当实体有限元层i被另一个实体有限元层紧随,或者所述实体有限元层i是最后一层时,当所述实体有限元层i被壳体有限元层i+1紧随时,当实体有限元层i被另一个实体有限元层领先或者所述实体有限元层i是第一层时,当所述实体有限元层i被壳体单元层i-1领先时,其中zi是所述实体有限元层i的中平面坐标,ti是所述实体有限元层i...
【专利技术属性】
技术研发人员:托比亚斯·埃尔哈特,
申请(专利权)人:利弗莫尔软件技术公司,
类型:发明
国别省市:美国;US
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