一种三维与二维有限元单元连接数值分析方法技术

本发明专利技术提供一种三维与二维有限元单元连接数值分析方法，以数值仿真代替部分试验结果，节省时间和分析成本。技术方案包括：(1)在结构的实际位置分别构建三维单元和二维单元，在三位单元与二维单元的连接处赋于三维单元模拟的转动自由度，通过刚体元建立二维单元与新的三维单元的连接关系；(2)根据刚体元的连接形式和刚体元的约束关系生成结构分析所需的卡片；(3)根据分析所需的卡片生成单元刚阵，并与结构其他单元的单元刚度矩阵组装成总体刚阵，结合结构所受的载荷和边界条件，生成结构的变形和单元的应力分布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数值仿真技术，涉及到结构有限元分析中的三维单元模型和二维单元模型。
技术介绍
在飞机结构建模中，为了更好地表达结构的传力和细节应力状态，经常会同时使用三维单元（体元）和二维单元（板元、梁元等）。体元的节点只有平动自由度，不提供转动自由度对应的刚度，但板和梁单元都有与转动自由度对应的刚度（虽然板单元可能会没有法向转动刚度）。这种单元刚阵的不协调会导致板、梁单元同体单元连接时会出现自由度不匹配的问题。板和梁单元都有与转动自由度对应的刚度（虽然板单元可能会没有法向转动刚度）。所以当把板元或梁元连接到体元时往往会产生自由度不匹配的问题。现有解决方式是全部采用三维单元进行分析，这导致分析时间和成本大幅增加。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种三维与二维有限元单元连接数值分析方法，以数值仿真代替部分试验结果，节省时间和分析成本。技术方案：一种三维与二维有限元单元连接数值分析方法，包括(1)在结构的实际位置分别构建三维单元和二维单元，在三位单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维与二维有限元单元连接数值分析方法，其特征在于，包括：(1)在结构的实际位置分别构建三维单元和二维单元，在三位单元与二维单元的连接处赋于三维单元模拟的转动自由度，通过刚体元建立二维单元与新的三维单元的连接关系；(2)根据刚体元的连接形式和刚体元的约束关系生成结构分析所需的卡片；(3)根据分析所需的卡片生成单元刚阵，并与结构其他单元的单元刚度矩阵组装成总体刚阵，结合结构所受的载荷和边界条件，生成结构的变形和单元的应力分布。

【技术特征摘要】
1.一种三维与二维有限元单元连接数值分析方法，其特征在于，
包括：
(1)在结构的实际位置分别构建三维单元和二维单元，在三位单
元与二维单元的连接处赋于三维单元模拟的转动自由度，通过刚体元
建立二维单元与新的三维单元的连接关系；

【专利技术属性】
技术研发人员：常亮，王立凯，张国凡，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61