一种四边形单元实时二分式加密‑减密方法技术

本发明专利技术属于有限元仿真领域，具体一种面向计算过程的四边形单元实时加密—减密方法，用于提高基于四边形单元的板料冲压有限元模拟的计算效率。本发明专利技术包括四边形单元二分式加密方法和四边形单元减密方法两部分，其中四边形单元二分式加密方法包括步骤(1)：初始加密判断；步骤(2)：补充加密判断；步骤(3)：单元分割方向判断；步骤(4)：单元分割。四边形单元减密方法包括步骤(1)：减密判断；步骤(2)：单元合并。将本发明专利技术应用于板料冲压有限元模拟，可以实时调整有限元计算过程中的网格密度，当材料流经模具折边区域时网格自动加密，材料流经模具平缓区域时网格自动减密，从而减少计算过程中的单元数目，提高计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种四边形单元实时二分式加密-减密方法
本专利技术属于有限元仿真领域，更具体地，涉及一种四边形单元实时二分式加密—减密方法，其能够在板料冲压模拟过程中，基于四边形网格密度进行实时调整。
技术介绍
随着有限元理论和计算机技术的发展，计算机辅助工程(CAE)技术和软件已逐渐成为工程设计人员从事产品研究和开发的得力工具。其中四边形单元作为主流的片体单元，广泛应用于板材冲压成形仿真领域。实际工程的有限元模型越来越复杂，网格划分是准确反映有限元模型的重要环节。网格尺寸和数量对计算精度和计算规模产生直接影响，一般来说，单元网格尺寸越小，有限元模型精度和计算精度会增加，同时由于单元数量的增加，计算时间和计算成本也会大大增加。在专利CN105373672A中公开了一种四边形单元实时加密—减密方法，该方法将待分割单元分成四个小的单元，对四边形单元的网格密度进行调整，该方法能够对网格密度进行实时调整，且由于是四分式加减密方法，其具有很高的计算精度，且在计算效率上相比以往的方法也有较大的提升。但进一步的研究表明，上述专利中所涉及的四边形单元实时加密-减密方法的计算量依然很大，由此而产生的计算成本也较高，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四边形单元实时二分式加密方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)初始加密判断：步骤(1‑1)：以板料模型为分析对象，记当前板料包括m个四边形单元，分别为第1单元、第2单元、…、第m单元，设集合U＝{第1单元、第2单元、…、第m单元}；建立待加密单元集合，该待加密集合为空集；设定j＝1；设定最高加密级别为N；步骤(1‑2)：若第j单元的加密级别为N‑1，并且，该第j单元不属于所述待加密单元集合，则执行步骤(1‑3)，否则执行步骤(1‑5)；步骤(1‑3)：若第j单元与其中任意一个相邻单元之间的夹角大于夹角临界值，且该相邻单元的加密级别等于该第j单元的加密级别，则将该第j单元和该相邻单元添加...

【技术特征摘要】
1.一种四边形单元实时二分式加密方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)初始加密判断：步骤(1-1)：以板料模型为分析对象，记当前板料包括m个四边形单元，分别为第1单元、第2单元、…、第m单元，设集合U＝{第1单元、第2单元、…、第m单元}；建立待加密单元集合，该待加密集合为空集；设定j＝1；设定最高加密级别为N；步骤(1-2)：若第j单元的加密级别为N-1，并且，该第j单元不属于所述待加密单元集合，则执行步骤(1-3)，否则执行步骤(1-5)；步骤(1-3)：若第j单元与其中任意一个相邻单元之间的夹角大于夹角临界值，且该相邻单元的加密级别等于该第j单元的加密级别，则将该第j单元和该相邻单元添加到所述待加密单元集合，执行步骤(1-5)；若该第j单元与其任意一个相邻单元之间的夹角大于夹角临界值，且该相邻单元的加密级别等于最高的加密级别N，则将该第j单元添加到所述待加密单元集合，执行步骤(1-5)；否则执行步骤(1-4)；步骤(1-4)：若该第j单元的翘曲角度大于翘曲角度临界值，则将该第j单元添加到所述待加密单元集合；步骤(1-5)：若j<m，令j＝j+1，执行步骤(1-2)；否则将所有属于属于所述待加密单元集合的单元的加密级别加1，并记所述待加密单元集合的元素个数为s，执行步骤(2)；步骤(2)补充加密判断：步骤(2-1)：令补充加密标记为假；定义补充加密备选集合，该补充加密备选集合为所述待加密单元集合在所述集合U中的补集，该补充加密备选集合包括(m-s)个元素，分别为第1备选单元、第2备选单元、…、第(m-s)备选单元；对于第k备选单元，首先设定k＝1；步骤(2-2)：若第k备选单元的加密级别为N-1，有且只有其任意2条非相邻边上除边两端点外还存在其他节点，则将该第k备选单元添加到所述待加密单元集合，将该第k备选单元的加密级别加1，令补充加密标记为真；步骤(2-3)：若k<(m-s)，令k＝k+1，并执行步骤(2-2)；否则执行步骤(2-4)；步骤(2-4)：将补充加密标记为真的备选单元加入待加密单元集合中，并更新所述待加密单元集合的元素个数s，并执行步骤(3)；步骤(3)：单元分割方向判断：步骤(3-1)：所述待加密单元集合中的s个元素分别记为第1待加密单元、第2待加密单元、…、第s待加密单元；对于第i待加密单元，首先设定i＝1；步骤(3-2)：若第i待加密单元的4条边除边两端点外不存在其他节点，则执行步骤(3-3)；否则执行步骤(4)；步骤(3-3)：分别记录第i待加密单元与其相邻的4个单元的夹角，按顺时针方向记为∠1、∠2、∠3、∠4；若(∠1+∠3)>(∠2+∠4)，则将与第i待加密单元夹角分别为∠2和∠4的两个相邻单元的共有边均分为两份；否则将与第i待加密单元夹角分别为∠1和∠3的两个相邻单元的共有边均分为两份；步骤(3-4)：若i<s，令i＝i+1，并执行步骤(3-2)；否则执行步骤(4)；步骤(4)：对所述待加密集合单元中的单元进行分割。2.如权利要求1所述的四边形单元实时二分式加密方法，其特征在于，所述步骤(1-3)和步骤(3-3)中，待加密单元与其相邻单元之间的夹角为这两个四边形单元法向量之间的夹角。3.如权利要求1所述的四边形单元实时二分式加密方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳玉起，章志兵，孔炎，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42