一种局部模型方向性固有内聚单元的插入方法技术

本发明专利技术公开了一种局部模型方向性固有内聚单元的插入方法。所述方法步骤如下：建立有限元模型并选择局部区域对单元节点进行detach操作，使节点离散；建立第一集合inner segments、第二集合surrounding segments；建立局部区域的solid element集合，将局部区域内的所有实体单元加入其中；将各集合的信息和有限元模型的信息以d文件的形式输入CDFP中；在CDFP中生成固有内聚单元；将第二集合surrounding segments导入CDFP，判断是否能够构成‘潜在虚拟内聚单元segment对’，对所有能构成‘潜在虚拟内聚单元segment对’的所有表面对应的节点进行合并以及节点序号的替换；对更新后的节点序号进行重新排列。本发明专利技术提出的局部区域方向性固有内聚单元的插入方法，相比于现有方法更具高效性和准确性，极大程度减小建模所需要的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种局部模型方向性固有内聚单元的插入方法
本专利技术涉及在有限元模型中插入内聚单元的方法，具体涉及一种局部模型方向性固有内聚单元的插入方法。技术背景内聚模型可分成非固有聚合模型和固有聚合模型两大类，且这两种模型已广泛应用于复合材料的失效仿真分析中。其中，非固有聚合模型适用于脆性材料的破坏分析，而固有聚合模型适用于材料间的分层或剥离分析。在采用内聚模型研究材料分层或者剥离问题时，需要在层间插入内聚单元来描述其分层或剥离现象；在研究脆性破坏问题时，需要在裂纹可能扩展的路径插入内聚单元来描述材料的破坏现象。在复杂的破坏模式中，通常需要在全局模型插入内聚单元来预测或者对标破坏现象。但是在已知破坏模式或仅针对某种破坏现象进行研究时，为了减少计算资源和时间的消耗，可以仅在可能发生破坏的局部区域插入方向性的内聚单元进行仿真研究。在现有的商业软件中，暂时还未出现能够插入局部方向性固有内聚单元的功能，Ls-dyna可以采用其配套的后处理软件Ls-prepost的elementgeneration功能，在指定的part中插入全方向的固有内聚单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种局部模型方向性固有内聚单元的插入方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、建立仿真所需要的有限元模型，并选择有限元模型中所需要插入方向性固有内聚单元的局部区域，对该局部区域中的单元节点进行detach操作，使节点离散；/nS2、建立一个局部区域内部的contact surface集合，即第一集合inner segments，第一集合Inner segments选中该局部区域内的所有单元表面；如果该局部区域有外接的单元表面，则再建立一个contact surface集合，即第二集合surrounding segments，将所选局部区域所有单元所接壤的外单元表面加入第二集合surroun...

【技术特征摘要】
1.一种局部模型方向性固有内聚单元的插入方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、建立仿真所需要的有限元模型，并选择有限元模型中所需要插入方向性固有内聚单元的局部区域，对该局部区域中的单元节点进行detach操作，使节点离散；
S2、建立一个局部区域内部的contactsurface集合，即第一集合innersegments，第一集合Innersegments选中该局部区域内的所有单元表面；如果该局部区域有外接的单元表面，则再建立一个contactsurface集合，即第二集合surroundingsegments，将所选局部区域所有单元所接壤的外单元表面加入第二集合surroundingsegments中；
S3、建立局部区域的solidelement集合，将局部区域内的所有实体单元加入其中；
S4、将第一集合innersegments、第二集合surroundingsegments和solidelement集合的信息，有限元模型中的单元信息、节点信息，以及方向性固有内聚单元的主方向及其容差值以d文件的形式输入有限元离散元耦合计算软件CDFP中；
S5、在有限元离散元耦合计算软件CDFP中对第一集合Innersegments中的所有单元表面进行中心点位置匹配，判断是否能构成‘潜在内聚单元segment对’，对能匹配上的‘潜在内聚单元segment对’进行方向性条件的判断，根据满足方向性条件的‘潜在内聚单元segment对’生成固有内聚单元；
S6、将第二集合surroundingsegments导入CDFP，将第一集合Innersegments中所有未生成固有内聚单元的单元表面与第二集合surroundingsegments中的所有外单元表面进行中心点位置匹配，判断是否能够构成‘潜在虚拟内聚单元segment对’，对所有能构成‘潜在虚拟内聚单元segment对’的所有表面对应的节点进行合并以及节点序号的替换；
S7、对更新后的节点序号进行重新排列，完成局部模型方向性固有内聚单元的插入。


2.根据权利要求1所述的一种局部模型方向性固有内聚单元的插入方法，其特征在于，步骤S1中，建立的有限元模型的分区必须为连续区域，且需要离散该分区内所有单元的节点。


3.根据权利要求1所述的一种局部模型方向性固有内聚单元的插入方法，其特征在于，步骤S1中，在Hypermesh软件中建立仿真所需要的有限元模型，将进行detach操作后的有限元模型进行节点和单元序号的renumber操作，确保导入CDFP后能够正常运行程序。


4.根据权利要求1所述的一种局部模型方向性固有内聚单元的插入方法，其特征在于，步骤S2中，具体如下：
在Hypermesh软件中建立一个contactsurface集合，即第一集合innersegments，将步骤S1中选择的局部区域内的所有单元的所有面加入第一集合innersegments；
若局部区域与有限元模型有接壤的区域，则需要在Hypermesh软件中建立另一个contactsurface集合，即第二集合surroundingsegments，将有限元模型中所有与所选的局部区域接壤的区域面交界处的单元面加入第二集合surroundingsegments。


5.根据权利要求1所述的一种局部模型方向性固有内聚单元的插入方法，其特征在于，步骤S3中，选择的局部区域内的所有六面体实体单元加入solidelement集合。


6.根据权利要求1所述的一种局部模型方向性固有内聚单元的插入方法，其特征在于，步骤S4中，将Hypermesh软件中的有限元模型信息以k文件的形式输出，并将该k文件中的有限元模型信息以及方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧孟炎，杨翰鸣，邹晨祺，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44