一种承载结构的传力骨架可视化方法技术

本发明专利技术公开了一种承载结构的传力骨架可视化方法，该方法首先基于有限元理论求解结构的应变能值，然后依次固定各节点并求解边界条件变化后结构的应变能值，以边界条件变化前后应变能值的差值构建各节点与载荷点的刚度关系，得到各任意节点的应变能系数，该系数能够反应受力点与任意节点的刚度关系，根据应变能系数云图拟合传力路线，即结构的传力骨架。本发明专利技术以有限元理论为基础，根据理论推导及数值分析拟合出传力路径，能够准确便捷地实现承载结构中传力骨架的可视化，可为实体结构的改进及优化提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种承载结构的传力骨架可视化方法
本专利技术属于工程结构优化设计领域，涉及一种承载结构的传力骨架可视化方法。
技术介绍
在航天航空、汽车、船舶等领域，对装备的轻量化与高承载性等要求越来越显著，对零件在实际工作中的“全局高刚度”要求也越来越高，获取结构的传力骨架成为国内外的研究热点。目前，针对实体结构传力骨架的可视化方法，普遍采用已在仿真软件中集成的有限元分析法，通过得到的应力云图来拟合传力骨架，但复杂特征的应力集中常常导致获取的传力骨架不合理；此外，拓扑优化技术近二十年得到了快速发展，其主要优势是在结构拓扑关系未知的情况下对材料进行空间的重新分配，但由于优化过程中结构的边界形状会发生改变、设计变量难以定量描述以及设计区域预先未知等因素导致传力骨架的求解难度大大增加，且同一结构在不同的优化数学模型下得到的传力骨架不一致，在一定程度上限制了传力骨架可视化的准确性。因此，需要探索更加有效的思路来解决这些问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服了有限元分析、拓扑优化等现有技术的不足，提供一种承载结构的传力骨架可视化方法，该方法可操作性强、能够准确获取力在结构中的传递路线。为了解决上述存在的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种承载结构的传力骨架可视化方法，其特征在于：该方法内容包括如下步骤：(1)使用三维CAD软件建立结构模型，导入有限元分析软件ANSYS APDL中，施加载荷和边界条件，建立有限元模型；(2)提交计算，完成静力分析，读取受力节点的位移di，根据式(1)计算出整体结构的应变能U，

【技术特征摘要】
1.一种承载结构的传力骨架可视化方法，其特征在于：该方法内容包括如下步骤：(1)使用三维CAD软件建立结构模型，导入有限元分析软件ANSYSAPDL中，施加载荷和边界条件，建立有限元模型；(2)提交计算，完成静力分析，读取受力节点的位移di，根据式(1)计算出整体结构的应变能U，其中n为施加载荷的节点总数，Fi为受力节点i被施加的力，di为受力节点i产生的位移；(3)保持原有载荷和边界条件不变，依次固定任意节点j，提交计算，完成静力分析；读取此时受力节点的位移di'，根据式(2)计算出整体结构的应变能U...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凤和，王朝华，李永欣，裴国斌，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13