【技术实现步骤摘要】
基于跌落场景的有限元仿真方法、电子设备和存储介质
[0001]本专利技术涉及跌落仿真领域，特别是涉及一种基于跌落场景的有限元仿真方法、电子设备和存储介质。
技术介绍
[0002]有限元仿真在家电跌落测试领域应用广泛，可以帮助家电厂家快速优化其包装结构达到相关国家标准的要求。在跌落仿真分析中经常遇到的问题是被作为撞击缓冲材料广泛应用于家电包装中的EPS泡沫的有限元模型单元因为其材质较软的原因，其在计算过程中变形较大，个别单元容易出现“负体积（Negative Volume）”而导致整个模型的计算终止，不能得到所需要的跌落数据。目前常见的解决此问题的方法有两种：一是减小计算的时间步长；二是在出现负体积表面的实体单元上包裹一层壳单元。然而，减小时间步长的方法会存在以下缺陷：在减小时间步长之后负体积问题还有可能发生，同时会增加整个模型的计算时长，增加计算资源的耗费。包裹壳单元的方法会存在以下缺陷：实体单元包裹壳单元之后负体积问题可能仍会发生，同时会更改模型的真实度。
技术实现思路
[0003]针对上述技术问题，本专利...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于跌落场景的有限元仿真方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S100，获取用于构建被分析对象的跌落场景的几何模型；所述被分析对象包括被保护实体和用于保护所述被保护实体的包装实体，所述包装实体由缓冲材料制成；所述几何模型包括被保护实体、包装实体和刚性地面的模型；S200，使用六面体实体网格对获取的几何模型进行网格划分，并形成网格信息列表，所述网格信息列表的第i行包括（N
i
，P
i
），N
i
为第i个网格的ID，P
i
为第i个网格在几何模型中的位置，i的取值为1到n，n为几何模型中的网格数量；S300，将n个网格分配给超级计算机的m个超级计算节点，形成网格分配信息表；其中，网格分配信息表的第i行包括（N
i
，D
i
），D
i
为N
i
对应的超级计算节点的ID；f（1）+f（2）+
…
+f（k）+
…
+f（m）=n，f（k）为第k个超级计算节点对应的网格数量，k的取值为1到m；S400，遍历所述网格信息列表，对每个网格的属性和对应的材料参数进行设置，并构建被保护实体、包装实体和刚性地面中的任意两个之间的接触关系，以及设置边界条件，得到待计算的跌落场景有限元模型；S500，对于所述待计算的跌落场景有限元模型中的任一网格N
i
，使用对应的超级计算节点D
i
进行计算求解，如果在计算过程中检测到由于包装实体发生负体积问题导致的计算终止错误，执行S600；S600，获取所述负体积问题对应的网格ID及其对应的超级计算节点的ID，并获取所述包装实体在发生所述负体积问题之前的主要变形方向；S700，基于获取的所述负体积问题对应的网格ID及其对应的超级计算节点的ID，获取跌落场景有限元模型中对应的网格，作为目标网格；S800，设置弱弹簧单元连接所述目标网格中位于所述主要变形方向上的两个面，并使用一维可变形单元连接所述弱弹簧单元和所述目标网格的顶点，得到修正后的跌落场景有限元模型；S900，对于所述修正后的跌落场景有限元模型中的任一网格N
i
，使用对应的超级计算节点D
i
进行计算求解，得到需要的仿真结果。2.根据权利要求1所述的基于跌落场景的有限元仿真方法，其特征在于，所述弱弹簧单元包括与所述目标网格的第一变形端面连接的第一端点和与所述目标网格的第二变形端面连接的第二端点，所述第一变形端面和所述第二变形端面分别为目标网格中位于所述主要变形方向上的两个相对面；其中，所述弱弹簧单元的每个端点与对应连接的变形端面内的各个顶点之间的距离基于对应顶点的变形量确定。3.根据权利要求2所述的基于跌落场景的有限元仿真方法，其特征在于，所述弱弹簧单元的每个端点与对应连接的变形端面内的各个顶点之间的距离与对应顶点的变形量确定具体包括：S10，当第一变形端面的四个顶点的变形量相等或...
【专利技术属性】
技术研发人员：李健增，孟祥飞，张振伟，孙娜，冯源，唐斌，张士岩，孙华文，
申请(专利权)人：天河超级计算淮海分中心，
类型：发明
国别省市：
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