结构有限元模型质量分配方法组成比例

本发明专利技术提供一种结构有限元模型质量分配方法，包括一、根据分配前的质量数据和分配后的质量数据获取分配后的质量二、将分配后的质量分成两组，正质量和负质量分别记录其位置信息；三、依据正负质量节点求解新的C

【技术实现步骤摘要】
结构有限元模型质量分配方法


[0001]本专利技术属于气动弹性
，涉及一种结构有限元模型质量分配方法。

技术介绍

[0002]气动弹性技术是研究空气动力学和结构弹性变形之间相互作用的规律级其应用的一门综合性学科，主要研究飞行器在弹性力、惯性力和空气动力的共同作用下的影响。
[0003]一个准确高效的结构有限元模型是开展气动弹性力学的分析基础，有限元模型的质量特性是模态和惯性力计算的原始数据之一，它的可靠性对计算结果有重要的影响。传统的质量分配，需要大量的人为操作和调整，效率低且输出结果不统一，需要大量的连接单元将质量连接到有限元模型上，增加了有限元模型的规模和复杂程度。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术提供了一种结构有限元模型质量分配方法。
[0006]本专利技术的技术解决方案如下：提供一种结构有限元模型质量分配方法，该方法包括：
[0007]步骤一、确定分配前的质量数据和分配后的质量数据，所述分配前的质量数据包括质量和对应的节点位置信息，所述分配后的质量数据包括分配后质量的节点位置信息；
[0008]步骤二、基于所述分配后质量的节点信息确定影响区域参数；
[0009]步骤三、根据分配前的节点位置信息和所述影响区域参数获取质量分配前对应矩阵C
aa
；根据分配后的节点位置信息和所述影响区域参数获取质量分配后对应矩阵A
ab
；
[0010]步骤四、根据所述矩阵C
aa
、矩阵A
ab
以及需要分配的质量数据质量求解分配后的质量
[0011]步骤五、将分配后的质量分成两组，正质量和负质量分别记录其节点位置信息；
[0012]步骤六、根据负质量对应的节点位置信息和影响区域参数计算新的矩阵C
aa
；根据质量对应的节点位置信息和影响区域参数求解新的矩阵A
ab
；
[0013]步骤七、根据新的矩阵C
aa
、A
ab
以及负质量求解再次分配后的负质量以将负质量质量分配到步骤五中正质量节点上；
[0014]步骤八、根据正质量和负质量获取剔除质量点后新的质量阵；
[0015]步骤九、重复步骤五～步骤八，直到中的质量无负质量。
[0016]进一步地，通过下述方式基于所述分配后质量的节点信息确定影响区域参数：
[0017]根据分配后质量的节点信息确定距离最远的两个节点的距离r
max
；
[0018]通过下式基于所述距离r
max
确定影响区域参数rr：
[0019]rr＝r
max
/5。
[0020]进一步地，所述根据分配前的节点位置信息和所述影响区域参数获取质量分配前对应矩阵C
aa
，包括：
[0021]根据分配前节点位置信息和影响区域参数获取分配前径向基函数；
[0022]根据所述分配前径向基函数和分配前的节点位置信息获取质量分配前对应矩阵C
aa
。
[0023]进一步地，通过下式根据分配前节点位置信息和影响区域参数获取分配前径向基函数：
[0024][0025]其中，(x
ai
,y
ai
,z
ai
)为质量分配前节点位置信息，为分配前径向基函数。
[0026]进一步地，通过下式根据所述分配前径向基函数和分配前的节点位置信息获取质量分配前对应矩阵C
aa
：
[0027][0028]进一步地，所述根据分配后的节点位置信息和所述影响区域参数获取质量分配后对应矩阵A
ab
，包括：
[0029]根据分配后节点位置信息和影响区域参数获取分配后径向基函数；
[0030]根据所述分配后径向基函数和分配后的节点位置信息获取质量分配后对应矩阵A
ab
。
[0031]进一步地，通过下式根据分配后节点位置信息和影响区域参数获取分配后径向基函数：
[0032][0033]其中，(x
bi
,y
bi
,z
bi
)为质量分配后节点位置信息，为分配后径向基函数。
[0034]进一步地，通过下式根据所述分配后径向基函数和分配后的节点位置信息获取质量分配后对应矩阵A
ab
：
[0035][0036]进一步地，通过下式根据所述矩阵C
aa
、矩阵A
ab
以及分配前的质量求解分配后的质
量
[0037][0038]其中，为分配前质量；
[0039]通过下式根据新的矩阵C
aa
、A
ab
以及负质量求解再次分配后的负质量
[0040][0041]进一步地，通过下式根据正质量和负质量获取剔除质量点后新的质量阵
[0042][0043]上述技术方案采用虚功原理插值方法保证分配前后质量、质心的一致性，同时设计负质量剔除重新分配的方法规避分配后负质量的出现；重新分配后的质量均依附于现有模型的节点，可显著提高质量分配效率和降低有限元模型复杂程度，提高有限元模型仿真分析精度，便于工程应用。
附图说明
[0044]所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0045]图1为本专利技术实施例方法流程示意图。
具体实施方式
[0046]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0047]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0048]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构有限元模型质量分配方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一、确定分配前的质量数据和分配后的质量数据，所述分配前的质量数据包括质量和对应的节点位置信息，所述分配后的质量数据包括分配后质量的节点位置信息；步骤二、基于所述分配后质量的节点信息确定影响区域参数；步骤三、根据分配前的节点位置信息和所述影响区域参数获取质量分配前对应矩阵C
aa
；根据分配后的节点位置信息和所述影响区域参数获取质量分配后对应矩阵A
ab
；步骤四、根据所述矩阵C
aa
、矩阵A
ab
以及需要分配的质量数据质量求解分配后的质量步骤五、将分配后的质量分成两组，正质量和负质量分别记录其节点位置信息；步骤六、根据负质量对应的节点位置信息和影响区域参数计算新的矩阵C
aa
；根据质量对应的节点位置信息和影响区域参数求解新的矩阵A
ab
；步骤七、根据新的矩阵C
aa
、A
ab
以及负质量求解再次分配后的负质量以将负质量质量分配到步骤五中正质量节点上；步骤八、根据正质量和负质量获取剔除质量点后新的质量阵；步骤九、重复步骤五～步骤八，直到中的质量无负质量。2.根据权利要求1所述的一种结构有限元模型质量分配方法，其特征在于，通过下述方式基于所述分配后质量的节点信息确定影响区域参数：根据分配后质量的节点信息确定距离最远的两个节点的距离r
max
；通过下式基于所述距离r
max
确定影响区域参数rr：rr＝r
max
/5。3.根据权利要求1或2所述的一种结构有限元模型质量分配方法，其特征在于，所述根据分配前的节点位置信息和所述影响区域参数获取质量分配前对应矩阵C
aa
，包括：根据分配前节点位置信息和影响区域参数获取分配前径向基函数；根据所述分配前径向基函数和分配前的节点位置信息获取质量分配前对应矩阵C
aa
。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，付志超，田海涛，苑凯华，程萌，刘燚，
申请(专利权)人：北京机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：