一种基于网格变形技术的异形曲面加筋壳建模方法技术

一种基于网格变形技术的异形曲面加筋壳建模方法，属于程结构优化设计领域。首先，建立异形曲面壳的有限元实体模型作为目标网格域，建立简单曲面壳的有限元实体模型作为背景网格域。其次，利用拟合方法训练背景网格域和目标网格域这两个控制点集，获得二者之间的映射关系。再次，建立简单曲面加筋壳的参数化有限元模型。最后，基于训练好的映射关系，将建立的简单曲面加筋壳的有限元模型变形为异形曲面加筋壳的有限元模型，简单曲面加筋壳和异形曲面加筋壳的有限元模型是映射关系的输入和输出。本发明专利技术提出的方法操作简便、便于开展后续的异形曲面加筋壳结构优化设计，解决了建模步骤繁琐、网格划分不均匀和过渡不光滑的缺点，具有高效性和鲁棒性。

A modeling method of stiffened shell with special-shaped surface based on mesh deformation technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于网格变形技术的异形曲面加筋壳建模方法
本专利技术属于工程结构优化设计领域，提供一种基于网格变形技术的异形曲面加筋壳建模方法。
技术介绍
由于具有较高的比刚度和比强度，加筋壳结构广泛应用于航天、航空、车辆和船舶等诸多工程领域，常见的直型喷管、火箭贮箱、级间段等都是加筋壳结构。而为了满足气动外形、受限空间以及安装设计的需求，工程结构往往被设计成异形曲面加筋的结构形式，由异形曲面蒙皮和加筋组成。异形曲面往往体现为母线非直、变截面形状、变截面尺寸的特点，比如高超声速飞行器进气道、军用发动机S弯二元尾喷管等，尤其是S弯二元尾喷管，其进口截面为圆形，出口截面为方形且母线为S型曲线。已有的曲面加筋方法，是通过构建局部坐标系，将其转化为整体坐标系的形式来实现曲线加筋壳建模。比如通过定义控制点、建立样条曲线的方法来描述曲线加筋路径，实现曲线加筋板的准确建模；基于样条曲线在笛卡尔坐标系下建立曲线加筋板的有限元模型，进而基于坐标变换方法，将曲线加筋板由笛卡尔坐标系转化为圆柱坐标系，建立曲线加筋圆柱壳结构；对于异形曲面加筋壳结构，其设计空间复杂，建模困本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于网格变形技术的异形曲面加筋壳建模方法，其特征在于，包括以下几个步骤：/n第一步，定义背景网格域和目标网格域；/n建立异形曲面壳的有限元实体模型作为目标网格域，建立简单曲面壳的有限元实体模型作为背景网格域；异形曲面壳的有限元实体模型必须包含待建异形曲面加筋壳的设计空间；因此，异形曲面壳有限元实体模型的厚度等于或大于待建的异形曲面加筋壳的加筋高度上限；/n所述的背景网格域和目标网格域的有限元节点的总数和编号必须保持一致，选取所有有限元节点作为网格变形的控制点；将它们的坐标分别收集到背景网格域和目标网格域的控制点集；所述的背景网格域控制点集的控制点与目标网格域控制点集的控制点具有一一对应...

【技术特征摘要】
1.一种基于网格变形技术的异形曲面加筋壳建模方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
第一步，定义背景网格域和目标网格域；
建立异形曲面壳的有限元实体模型作为目标网格域，建立简单曲面壳的有限元实体模型作为背景网格域；异形曲面壳的有限元实体模型必须包含待建异形曲面加筋壳的设计空间；因此，异形曲面壳有限元实体模型的厚度等于或大于待建的异形曲面加筋壳的加筋高度上限；
所述的背景网格域和目标网格域的有限元节点的总数和编号必须保持一致，选取所有有限元节点作为网格变形的控制点；将它们的坐标分别收集到背景网格域和目标网格域的控制点集；所述的背景网格域控制点集的控制点与目标网格域控制点集的控制点具有一一对应的关系，并且具有相同的节点编号；如果将有限元节点数标记为N，则背景网格域和目标网格域的控制点集分别包含N个数据；
第二步，利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：田阔，王博，李红庆，黄蕾，李增聪，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21